CN113969851A - 一种egr率驱动能力提升***及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种EGR率驱动能力提升***及控制方法。它包括发动机,EGR冷却器、第一单向阀、EGR阀,增压器、中冷器;所述发动机进气端通过进气歧管连通至EGR阀、中冷器一端,所述发动机排气端通过排气歧管连通至EGR冷却器、增压器一端,所述EGR冷却器与EGR阀之间还设有旁通管路,所述旁通管路上依次布置有电动压气机,冷却器,第二单向阀;压力传感器,设置于EGR冷却器、增压器与发动机排气端的排气歧管上,用于采集增压器的涡前压力P3;PFM空气流量计,设置于中冷器后端的管路上用于采集中冷后进气压力P21;EGR阀模块,用于采集EGR阀位置信号N;ECU模块,用于根据涡前压力P3、中冷后进气压力P21、EGR阀位置信号N控制电动压气机的开启和关闭。

Description

一种EGR率驱动能力提升***及控制方法
技术领域
本发明属于发动机EGR技术领域,具体涉及一种EGR率驱动能力提升***及控制方法。
背景技术
现有技术中的一种EGR***如图1所示:包括发动机1、排气歧管2、压力传感器3、EGR冷却器4、单向阀5、温度传感器6、EGR阀7、增压器8、中冷器9、PFM空气流量计10、节气门11、进气歧管温度压力传感器12、进气歧管13、ECU控制器14。压力传感器3布置在排气歧管2上测量涡前压力P3,排气歧管2与增压器8连接,PFM空气流量计10可以测量进气流量,也可以测量相应位置的进气温度T21和压力P21。
上述方案具有以下缺陷:
1、柴油机运转到低速中高负荷区域,进气中冷后压力P21大于涡前压力P3时,EGR率驱动能力不足,废气难以进入进气管道;
2、柴油机低速中高负荷区域,EGR率驱动能力不足,降低该区域的NOX排放更多的通过推迟喷油正时实现,导致油耗增加。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足,提供一种EGR率驱动能力提升***及控制方法。
本发明采用的技术方案是:一种EGR率驱动能力提升***,包括发动机,EGR冷却器、第一单向阀、EGR阀,增压器、中冷器,其中,所述EGR冷却器、第一单向阀、EGR阀串联,所述增压器、中冷器串联;所述发动机进气端通过进气歧管连通至EGR阀、中冷器一端,所述发动机排气端通过排气歧管连通至EGR冷却器、增压器一端,所述EGR冷却器与EGR阀之间还设有旁通管路,所述旁通管路上依次布置有电动压气机,冷却器,第二单向阀;还包括:
压力传感器,设置于EGR冷却器、增压器与发动机排气端的排气歧管上,用于采集增压器的涡前压力P3;
PFM空气流量计,设置于中冷器后端的管路上用于采集中冷后进气压力P21;
EGR阀模块,用于采集EGR阀位置信号N;
ECU模块,用于根据涡前压力P3、中冷后进气压力P21、EGR阀位置信号N控制电动压气机的开启和关闭。
若中冷后进气压力P21与涡前压力P3之差大于阈值A,且EGR阀位置信号N大于阈值B,同时满足的持续时间大于阈值T1时,则ECU模块控制电动压气机开启,提升EGR率驱动能力;否则,ECU模块控制电动压气机关闭。
所述阈值A的范围是-1kPa—1kPa。
所述阈值B的范围是3%—5%。
所述阈值T1的范围是3s—5s。
所述第一单向阀、EGR阀之间设有温度传感器。
所述进气歧管上还设有节气门。
所述进气歧管上还设有进气歧管温度压力传感器。
EGR是Exhaust Gas Re-circulation的缩写,即废气再循环的简称。废气再循环是指把发动机排出的部分废气回送到进气歧管,并与新鲜混合气一起再次进入气缸。由于废气中含有大量的CO2等多原子气体,而CO2等气体不能燃烧却由于其比热容高而吸收大量的热,使气缸中混合气的最高燃烧温度降低,从而减少了NOx的生成量。
EGR主要通过以下几方面发挥作用:EGR中的CO2和水蒸气大大增加了工质的比热容,同时废气的加入也稀释了原来混合气中的氧浓度,从而使燃烧速度变缓,使燃烧过程中的最高温度和平均温度都有所下降,破坏了NO生成的有利环境,从而大大降低NOX排放。因为汽油机的负荷调节方式通常为量调节,所以在汽油机上应用EGR可以相应的增加进气量,EGR率的增加能降低汽油机在中低负荷工况下的节流损失,降低汽油机的燃油消耗率。因为废气混入进气参与燃烧,会使发动机中的各个环节和参数发生变化,对发动机也会产生多方面的影响,而且影响是整体化的。
一种EGR率驱动能力提升***的控制方法,包括以下步骤:
(1)、采集涡前压力P3;
(2)、采集中冷后进气压力P21;
(3)、采集EGR阀位置信号N;
(4)、根据涡前压力P3、中冷后进气压力P21、EGR阀位置信号N控制电动压气机的开启和关闭。
上述步骤中,若中冷后进气压力P21与涡前压力P3之差大于阈值A,且EGR阀位置信号N大于阈值B,同时满足的持续时间大于阈值T1时,则控制电动压气机开启;否则,控制电动压气机关闭。
本发明解决现有柴油机运转到低速中高负荷区域,进气中冷后压力P21大于涡前压力P3时,EGR率驱动能力不足,废气难以进入进气管道问题。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
通过电动压气机对EGR废气进行增压,解决低速中高负荷区域因涡前压力小于进气中冷后压力导致EGR率驱动能力不足问题,提升低速中高负荷区域的EGR率,降低发动机NOx排放;
EGR率驱动能力提升,降低发动机NOx排放可以更多通过废气再循环实现,发动机喷油正时可以适当提前,降低发动机低速中高负荷的油耗。
附图说明
图1为现有技术结构示意图;
图2为本发明的结构示意图。
其中,1-发动机、2-排气歧管、3-压力传感器、4-EGR冷却器、5-第一单向阀、6-温度传感器、7-EGR阀、8-增压器、9-中冷器、10-PFM空气流量计、11-节气门、12-进气歧管温度压力传感器、13-进气歧管、14-ECU模块、15-旁通管路、16-电动压气机、17-冷却器、18-第二单向阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
如图2所示,本发明一种EGR率驱动能力提升***,包括发动机1,EGR冷却器4、第一单向阀5、EGR阀7,增压器8、中冷器9,其中,所述EGR冷却器4、第一单向阀5、EGR阀7串联,所述增压器8、中冷器9串联;所述发动机1进气端通过进气歧管13连通至EGR阀7、中冷器9一端,所述发动机1排气端通过排气歧管2连通至EGR冷却器4、增压器8一端,所述EGR冷却器4与EGR阀7之间还设有旁通管路15,所述旁通管路15上依次布置有电动压气机16,冷却器17,第二单向阀18;还包括:
压力传感器3,设置于EGR冷却器4、增压器8与发动机1排气端的排气歧管2上,用于采集增压器8的涡前压力P3;
PFM空气流量计10,设置于中冷器9后端的管路上用于采集中冷后进气压力P21;
EGR阀模块,用于采集EGR阀位置信号N;
ECU模块14,用于根据涡前压力P3、中冷后进气压力P21、EGR阀位置信号N控制电动压气机16的开启和关闭。
若中冷后进气压力P21与涡前压力P3之差大于阈值A,且EGR阀位置信号N大于阈值B,同时满足的持续时间大于阈值T1时,则ECU模块14控制电动压气机16开启,提升EGR率驱动能力;否则,ECU模块14控制电动压气机16关闭。
所述阈值A的范围是-1kPa—1kPa。
所述阈值B的范围是3%—5%。
所述阈值T1的范围是3s—5s。
所述第一单向阀5、EGR阀7之间设有温度传感器6。
所述进气歧管13上还设有节气门11。
所述进气歧管13上还设有进气歧管温度压力传感器12。
一种EGR率驱动能力提升***的控制方法,包括以下步骤:
(1)、采集涡前压力P3;
(2)、采集中冷后进气压力P21;
(3)、采集EGR阀位置信号N;
(4)、根据涡前压力P3、中冷后进气压力P21、EGR阀位置信号N控制电动压气机的开启和关闭。
上述步骤中,若中冷后进气压力P21与涡前压力P3之差大于阈值A,且EGR阀位置信号N大于阈值B,同时满足的持续时间大于阈值T1时,则控制电动压气机开启;否则,控制电动压气机关闭。
本发明解决现有柴油机运转到低速中高负荷区域,进气中冷后压力P21大于涡前压力P3时,EGR率驱动能力不足,废气难以进入进气管道问题。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
通过电动压气机对EGR废气进行增压,解决低速中高负荷区域因涡前压力小于进气中冷后压力导致EGR率驱动能力不足问题,提升低速中高负荷区域的EGR率,降低发动机NOx排放;
EGR率驱动能力提升,降低发动机NOx排放可以更多通过废气再循环实现,发动机喷油正时可以适当提前,降低发动机低速中高负荷的油耗。
本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块,或单元都可以通过通用处理器,数字信号处理器,专用集成电路(ASIC),现场可编程门阵列或其它可编程逻辑装置,离散门或晶体管逻辑,离散硬件部件,或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器,可选地,该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现,例如数字信号处理器和微处理器,多个微处理器,一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核,或任何其它类似的配置来实现。
本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种EGR率驱动能力提升***,包括发动机(1),EGR冷却器(4)、第一单向阀(5)、EGR阀(7),增压器(8)、中冷器(9),其中,所述EGR冷却器(4)、第一单向阀(5)、EGR阀(7)串联,所述增压器(8)、中冷器(9)串联;所述发动机(1)进气端通过进气歧管(13)连通至EGR阀(7)、中冷器(9)一端,所述发动机(1)排气端通过排气歧管(2)连通至EGR冷却器(4)、增压器(8)一端,其特征在于:所述EGR冷却器(4)与EGR阀(7)之间还设有旁通管路(15),所述旁通管路(15)上依次布置有电动压气机(16),冷却器(17),第二单向阀(18);还包括:
压力传感器(3),设置于EGR冷却器(4)、增压器(8)与发动机(1)排气端的排气歧管(2)上,用于采集增压器(8)的涡前压力P3;
PFM空气流量计(10),设置于中冷器(9)后端的管路上用于采集中冷后进气压力P21;
EGR阀模块,用于采集EGR阀位置信号N;
ECU模块(14),用于根据涡前压力P3、中冷后进气压力P21、EGR阀位置信号N控制电动压气机(16)的开启和关闭。
2.根据权利要求1所述的一种EGR率驱动能力提升***,其特征在于:若中冷后进气压力P21与涡前压力P3之差大于阈值A,且EGR阀位置信号N大于阈值B,同时满足的持续时间大于阈值T1时,则ECU模块(14)控制电动压气机(16)开启;否则,ECU模块(14)控制电动压气机(16)关闭。
3.根据权利要求2所述的一种EGR率驱动能力提升***,其特征在于:所述阈值A的范围是-1kPa—1kPa。
4.根据权利要求2所述的一种EGR率驱动能力提升***,其特征在于:所述阈值B的范围是3%—5%。
5.根据权利要求2所述的一种EGR率驱动能力提升***,其特征在于:所述阈值T1的范围是3s—5s。
6.根据权利要求1所述的一种EGR率驱动能力提升***,其特征在于:所述第一单向阀(5)、EGR阀(7)之间设有温度传感器(6)。
7.根据权利要求1所述的一种EGR率驱动能力提升***,其特征在于:所述进气歧管(13)上还设有节气门(11)。
8.根据权利要求1所述的一种EGR率驱动能力提升***,其特征在于:所述进气歧管(13)上还设有进气歧管温度压力传感器(12)。
9.根据权利要求1所述的一种EGR率驱动能力提升***的控制方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)、采集涡前压力P3;
(2)、采集中冷后进气压力P21;
(3)、采集EGR阀位置信号N;
(4)、根据涡前压力P3、中冷后进气压力P21、EGR阀位置信号N控制电动压气机的开启和关闭。
10.根据权利要求9所述的一种EGR率驱动能力提升***的控制方法,其特征在于:上述步骤中,若中冷后进气压力P21与涡前压力P3之差大于阈值A,且EGR阀位置信号N大于阈值B,同时满足的持续时间大于阈值T1时,则控制电动压气机开启;否则,控制电动压气机关闭。
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