CN205559110U - 一种可测废气流量的文丘里管 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种文丘里管，尤其是涉及一种可测废气流量的文丘里管。包括EGR出气管、文丘里管、EGR出气管、温度传感器、压力传感器、压差传感器；文丘里管分为依次相连的文丘里管入口、文丘里管喉口和文丘里管渐扩段；文丘里管入口上设置有压力传感器通道，与压力传感器相连；文丘里管入口靠近文丘里管喉口的位置设置有入口压力测量通道，文丘里管喉口与喉口压力测量通道相连；入口压力测量通道和喉口压力测量通道分别与压差传感器连通。本装置通过文丘里管进口截面与候口截面的压差、气体密度，利用伯努利方程，计算出流经管路的气体体积流量从而得到质量流量，实现EGR***流量闭环控制。

Description

一种可测废气流量的文丘里管

技术领域

本实用新型涉及一种文丘里管，尤其是涉及一种可测废气流量的文丘里管。

背景技术

文氏管(Venturi)：是文丘里管的简称，文丘里效应的原理则是当风吹过阻挡物时，在阻挡物的背风面上方端口附近气压相对较低，从而产生吸附作用并导致空气的流动。文氏管的原理其实很简单，它就是把气流由粗变细，以加快气体流速，使气体在文氏管出口的后侧形成一个“真空”区。

专利《增压柴油机文丘里管废气再循环装置》中通过文丘里的应用，解决了高压EGR***在部分工况下再循环废气不能进入进气管，存在废气倒流的问题，实现全工况范围下较好的EGR率。论文《利用文丘里管和VNT提高柴油机EGR率的研究》中利用文丘里达到提高EGR率的目的。《增压中冷柴油机EGR***文丘里管的设计与试验》中确定文丘里管喉口直径达到提升EGR率的目的。

但无论是检索到的论文还是专利中，全部是描述利用文丘里可以达到较高EGR率的目的，没有可以测量废气流量的内容。

实用新型内容

本实用新型通过文丘里管进口截面与候口截面的压差、气体密度，利用伯努利方程，计算出流经管路的气体体积流量从而得到质量流量，实现EGR***流量闭环控制策略，是一种能利用气道的设计达到感知测量排气倒灌的设计。

为了达到以上目的，本实用新型采取以下技术方案，一种可测废气流量的文丘里管，包括EGR出气管、文丘里管、EGR出气管Ⅱ、温度传感器、压力传感器、压差传感器；EGR出气管和EGR出气管Ⅱ分别与文丘里管两端相连；温度传感器设置于EGR出气管上；文丘里管分为依次相连的文丘里管入口、文丘里管喉口和文丘里管渐扩段；文丘里管入口上设置有压力传感器通道，与压力传感器相连；文丘里管入口靠近文丘里管喉口的位置设置有入口压力测量通道，文丘里管喉口与喉口压力测量通道相连；入口压力测量通道和喉口压力测量通道分别与压差传感器连通。

进一步的，文丘里管外部设置有冷却装置，冷却装置置于支架上；冷却装置一端与冷却水进水管相连，一端与冷却水出水管相连。

进一步的，EGR出气管为EGR冷却器出口，与文丘里管入口相连；文丘里管渐扩段与EGR出气管Ⅱ相连。

本实用新型是一种特殊文丘里管，利用伯努利方程，将采集到的压力、温度、压差信号转换成EGR废气流量，从而实现对EGR阀的精确控制。

本实用新型文丘里管布置在EGR冷却器出口与进气管之间，应用的***为废气再循环***，废气从排气管排出，大部分进去涡轮增压器做功，小部分通过废气再循环***转入到进气参与新一轮的燃烧。

本实用新型的优点是：

1、相对与现有的文丘里管技术，本实用新型增加了3种传感器的应用，用于测量废气流量，可测得排气管倒灌工况，通过标定，可以实现测得排气管倒灌的情况，预防在排气倒灌情况下，EGR阀的开启；同时通过计算可以得到精准的废气流量，根据标定，可以用来控制EGR阀的开度。

2、相对于现有文丘里管，本实用新型在加工制作方面多了气道和冷却水道。

3、一体成型，无需多余零部件，管路适应性强；本实用新型集成支架、压力通道、压差通道、冷却水路通道于一体，减少装配零部件，简化工艺流程。

本实用新型结构原用于公司某7L机产品，可推广至所有机型，相对于测量进气流量的控制测量，利用该产品的控制方式抗污染能力强、对管路安装要求低，标定简单，减少工作量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型文丘里管的结构示意图；

图中1-EGR出气管，2-文丘里管，21-文丘里管入口，22-文丘里管喉口，23-文丘里管渐扩段，24-喉口压力测量通道，25-入口压力测量通道，26-压力传感器通道，3-EGR出气管Ⅱ，4-温度传感器，5-压力传感器，6-压差传感器，7-冷却水进水管，8-冷却水出水管，9-支架。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

废气量计算原理：

$Q_m=\frac{c}{\sqrt{1-{\mathrm{\β}}^4}}\mathrm{\ϵ}\frac{\mathrm{\π}}{4}{d}^2\sqrt{2\mathrm{\Δ}p\mathrm{\ρ}}$

式中：

Q_m——质量流量，单位时间内通过文丘里管2的废气质量，单位kg/s；

C——流出系数，表示通过装置的实际流量与理论流量之间关系的系数；

β——直径比，文丘里管喉口22直径与入口直径之比；

ε——膨胀系数；

d——喉口直径，文丘里管喉口直径，单位m；

Δp——压差，文丘里管入口21与喉口测得的静压差，该信号由HCM压差传感器测量，单位Pa；

ρ——废气密度，通过废气温度和压力计算，单位kg/m³。

根据计算需要，文丘里管***需要三种传感器，如图1所示，一种可测废气流量的文丘里管，包括EGR出气管1、文丘里管2、EGR出气管Ⅱ3、温度传感器4、压力传感器5、压差传感器6；EGR出气管1和EGR出气管Ⅱ3分别与文丘里管2两端相连；温度传感器4设置于EGR出气管1上。

EGR***的工作原理是利用压差，即废气压力高于进气压力，使得废气与新鲜空气混合，再次进入气缸燃烧，在部分工况下，如怠速和倒拖工况，废气不能顺利进入进气管，存在废气倒流的问题，这种情况下，普通文丘里管仍能测得正值的，此时计算的流量应该是负数，但***不能区分，按照这种状态调节的EGR阀开度势必是错误的。本实用新型同时可以解决排气管倒灌带来的错误计算。

本实用新型文丘里管如图2所示，文丘里管2分为依次相连的文丘里管入口21、文丘里管喉口22和文丘里管渐扩段23；文丘里管入口21上设置有压力传感器通道26，与压力传感器5相连；文丘里管入口21靠近文丘里管喉口22的位置设置有入口压力测量通道25，文丘里管喉口22与喉口压力测量通道24相连；入口压力测量通道25和喉口压力测量通道24分别与压差传感器6连通。

当废气正向流过，由于喉口压力测量通道24是顺着气流，此时气体压力相对入口压力测量通道25测得的压力小，形成正压差。相反当废气反向流过，由于喉口压力测量通道24正对气流，这时压力差异常增大，根据标定可以实现关闭EGR阀，防止错误判断。

文丘里管2外部设置有冷却装置，冷却装置置于支架9上；冷却装置一端与冷却水进水管7相连，一端与冷却水出水管8相连。

EGR出气管1为EGR冷却器出口，与文丘里管入口21相连；文丘里管渐扩段23与EGR出气管Ⅱ3相连。

Claims (3)

1.一种可测废气流量的文丘里管，其特征在于：包括EGR出气管(1)、文丘里管(2)、EGR出气管Ⅱ(3)、温度传感器(4)、压力传感器(5)、压差传感器(6)；EGR出气管(1)和EGR出气管Ⅱ(3)分别与文丘里管(2)两端相连；温度传感器(4)设置于EGR出气管(1)上；文丘里管(2)分为依次相连的文丘里管入口(21)、文丘里管喉口(22)和文丘里管渐扩段(23)；文丘里管入口(21)上设置有压力传感器通道(26)，与压力传感器(5)相连；文丘里管入口(21)靠近文丘里管喉口(22)的位置设置有入口压力测量通道(25)，文丘里管喉口(22)与喉口压力测量通道(24)相连；入口压力测量通道(25)和喉口压力测量通道(24)分别与压差传感器(6)连通。

2.如权利要求1所述的可测废气流量的文丘里管，其特征在于：文丘里管(2)外部设置有冷却装置，冷却装置置于支架(9)上；冷却装置一端与冷却水进水管(7)相连，一端与冷却水出水管(8)相连。

3.如权利要求1所述的可测废气流量的文丘里管，其特征在于：EGR出气管(1)为EGR冷却器出口，与文丘里管入口(21)相连；文丘里管渐扩段(23)与EGR出气管Ⅱ(3)相连。