发动机内部残余废气测量装置及方法
【专利摘要】本发明涉及一种发动机内部残余废气测量装置及方法。本发明中的高压气源的出气口通过进气管与发动机的进气门连通，在进气管上安装有进气流量传感器和进气压力传感器，发动机的气缸盖上安装有气缸压力传感器，发动机的排气门连接出气管，出气管上安装有排气压力传感器、排气调压阀。发动机的曲轴上装有曲轴转角编码器。本发明方法是测量进气管压力、气缸压力、排气管压力随曲轴转角变化，根据进气管与气缸和排气管压力差，计算废气流量，从而得到进气管和排气管内累积废气量，最终可以确定进排气管倒流引起的残余废气系数。本发明可在不同转速、配气正时、进排气压力条件下，测量发动机内部残余废气量。
【专利说明】【技术领域】
[〇〇〇1] 本发明涉及发动机测试【技术领域】，具体涉及一种发动机内部残余废气测量装置及 方法。 发动机内部残余废气测量装置及方法 【背景技术】
[0002] 在发动机进排气过程中，由于气门叠开期的存在，排气管和气缸内的废气可能会 回流进入进气管，形成内部残余废气。
[0003] 目前，控制气缸内残余废气量已经成为发动机减少NOx生成量的重要方法，在发 动机行业得到广泛应用。但是，对于气门叠开在进排气过程中不同工况下所造成的内部残 余废气量，尚缺少准确且可行的试验方法。
【发明内容】
[0004] 本发明针对现有技术的不足，提供了一种发动机内部残余废气测量装置及方法。
[0005] 本发明解决技术问题所采取的技术方案为：
[0006] 发动机内部残余废气测量装置，包括发动机、高压气源、进气流量传感器、进气压 力传感器、气缸压力传感器、排气压力传感器、排气调压阀和曲轴转角编码器。
[0007] 高压气源的出气口通过进气管与发动机的进气门连通，在进气管上安装有进气流 量传感器和进气压力传感器，所述进气压力传感器距离进气门2-3倍管径。
[0008] 发动机的气缸盖上安装有气缸压力传感器。
[0009] 发动机的排气门连接出气管，出气管上安装有排气压力传感器、排气调压阀，所述 排气压力传感器距离排气门2-3倍管径。
[〇〇1〇] 所述发动机的曲轴上装有曲轴转角编码器。
[〇〇11] 发动机内部残余废气测量方法，包括以下步骤：
[〇〇12] 步骤1、停止发动机点火、喷油，发动机曲轴由电动机拖动，在活塞往复运动下实现 进气与排气过程。
[0013] 步骤2、电机拖动发动机至所需试验转速，调整高压气源压力、排气调压阀，使进排 气压力满足试验要求。
[0014] 步骤3、测量进气管压力、气缸压力、排气管压力随曲轴转角变化。
[0015] 步骤4、根据进气管与气缸和排气管压力差，计算回流废气流量；
【权利要求】
1. 发动机内部残余废气测量装置，包括发动机、高压气源、进气流量传感器、进气压力 传感器、气缸压力传感器、排气压力传感器、排气调压阀和曲轴转角编码器，其特征在于： 高压气源的出气口通过进气管与发动机的进气门连通，在进气管上安装有进气流量传 感器和进气压力传感器，所述进气压力传感器距离进气门2-3倍管径； 发动机的气缸盖上安装有气缸压力传感器； 发动机的排气门连接出气管，出气管上安装有排气压力传感器、排气调压阀，所述排气 压力传感器距离排气门2-3倍管径； 所述发动机的曲轴上装有曲轴转角编码器。
2. 发动机内部残余废气测量方法，使用如权利要求1所述的发动机内部残余废气测量 装置，其特征在于包括以下步骤： 步骤1、停止发动机点火、喷油，发动机曲轴由电动机拖动，在活塞往复运动下实现进气 与排气过程； 步骤2、电机拖动发动机至所需试验转速，调整高压气源压力、排气调压阀，使进排气压 力满足试验要求； 步骤3、测量进气管压力、气缸压力、排气管压力随曲轴转角变化； 步骤4、根据进气管与气缸和排气管压力差，计算回流废气流量；
其中表不气缸至进气管瞬时废气流量，m2表不排气管至气缸瞬时废气流量，A表不 气门有效流通面积，Ψ表示气门流通系数，Pl表示气缸压力，P。表示进气管压力，P2表示进 气管压力，P 〇表不缸内气体密度，CP表不定压比热容，cv定容比热容； 步骤5、根据发动机转速，计算气门开启到关闭期间不同转角所对应废气流动速率，计 算进气管内累积废气量m1;
其中△供_表不曲轴转角编码器脉冲信号间隔，η表不曲轴转速，％表不进气门开启转 角，外表示进气门关闭转角； 步骤6、根据发动机转速，计算气门开启到关闭期间不同转角所对应废气流动速率，计 算排气管回流累积废气量m2;
其中^2表示排气管倒流起始转角，约表示排气管倒流结束转角； 步骤7、根据进气流量传感器所测流量Q和进排气管回流的累积废气量，计算进排气管 倒流引起的残余废气系数Φ ;
【文档编号】G01F1/00GK104101395SQ201410298206
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】刘忠民, 吴军, 张启平 申请人:杭州电子科技大学