一种汽油机负荷调节的方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种汽油机负荷调节的方法及装置，包括汽油机、汽油机进气管上安装的节气门、以及与汽油机连通的EGR回路，所述EGR回路包括依次连接的EGR阀以及EGR冷却器，EGR阀的入口与汽油机的排气管连通，EGR冷却器的出口与汽油机的进气管连通，在汽油机进气歧管上安装有用于测量混合气体温度的混合气温度传感器；在EGR冷却器的进液口与出液体之间连接有用于控制冷却水水流量的EGR冷却器电子循环水泵；在汽油机总进气管的前端安装有用于测量空气质量流量的空气流量计；所述节气门、混合气温度传感器、EGR冷却器电子循环水泵、EGR阀、空气流量计均与逻辑控制单元连接。本发明能够改善汽油机部分负荷时的经济性。
【专利说明】一种汽油机负荷调节的方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械领域，尤其涉及一种汽油机负荷调节的方法及装置。
【背景技术】
[0002]汽油机相比于柴油机经济性差，其原因除了汽油燃料固有的抗爆性差使得汽油机压缩比低外，另一方面是由于汽油机是量调节，即通过节气门限制进气量的方式控制来发动机的负荷，而这种控制汽油机负荷的方式会造成汽油机在部分负荷时有很大的进气节流损失，而进气节流损失会导致燃油消耗增加，燃油消耗增加就会导致部分负荷的经济性差。废气再循环(Exhaust Gas Recycling,以下简称:EGR)技术被认为是一种改善汽油机部分负荷性能的技术途径，部分负荷时引入废气，可以补充节流减少的体积空间，相对增大节气门开度，从而可以降低泵气损失。但这种改善是有限的，因为当EGR率过高时，火焰传播和着火稳定性都受到很大程度影响，燃烧变的恶化，经济性开始变差。
[0003]另外，研究表明，临界爆震可以强化燃烧，改善发动机的动力性和经济性，也就是说，只要不发生爆震，爆震指数越大的工况，其燃油经济性越好，而汽油机最容易发生爆震的工况是全负荷，部分负荷由于进气量少，燃烧压力波对末端混合气的压缩以及燃烧火焰的热辐射程度低，因而不会发生爆震，也就是说部分负荷时燃油并没有发挥出最大的做功性能，因此可以适度提高部分负荷时的爆震指数以强化燃烧，从而改善汽油机部分负荷的动力性和经济性，以提高燃油经济性。但涉及这方面成熟实用的技术应用并不多，而且车载汽油机的负荷率较低，大部分工作时间在部分负荷，所以如何提高汽油机部分负荷时的燃油做功能力，将对实现汽车行业的节能减排具有重要意义。
[0004]综上所述，除了节流损失对汽油机部分负荷的经济性产生影响之外，部分负荷时燃油的做功能力对循环热效率也有一定的影响，也即影响部分负荷时的燃油经济性。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种即能够解决在汽油机部分负荷时因节流损失造成的经济性变差的技术问题、又能够解决部分负荷时燃油做功能力低、燃油经济性差的技术问题。
[0006]一种汽油机负荷调节的装置，包括汽油机、汽油机进气管上安装的节气门、以及与汽油机连通的EGR回路，所述EGR回路包括依次连接的EGR阀以及EGR冷却器，EGR阀的入口与汽油机的排气管连通，EGR冷却器的出口与汽油机的进气管连通，在汽油机进气歧管上安装有用于测量混合气体温度的混合气温度传感器；在EGR冷却器的进液口与出液体之间连接有用于控制冷却水水流量的EGR冷却器电子循环水泵；在汽油机总进气管的前端安装有用于测量空气质量流量的空气流量计；所述节气门、混合气温度传感器、EGR冷却器电子循环水泵、EGR阀、空气流量计均与逻辑控制单元连接。
[0007]进一步地，如上所述的汽油机负荷调节的装置，所述汽油机可以为增压发动机，也可以为非增压发动机。[0008]进一步地，如上所述的汽油机负荷调节的装置，在在节气门之前安装有用于测量进入汽油机的气体温度的进气温度传感器；在EGR冷却器的出口与进气管的交汇处安装有用于测量进入汽油机的废气温度的EGR入口温度传感器。
[0009]一种汽油机负荷调节的方法，包括以下步骤:
[0010](1)、获取汽油机在当前负荷工况下的油门信号与汽油机的转速信号；
[0011](2)、逻辑控制单元根据获取的汽油机油门信号与汽油机的转速信号查询存储值以确定出汽油机在当前负荷下所需的新鲜空气量与混合气温度值；所述存储值为事先存储在存储单元的根据汽油机不同负荷与转速所对应的符合经济性的新鲜空气量取值区间和混合气温度取值区间；
[0012](4)、逻辑控制单元根据查询结果判断纯EGR控制是否影响在当前负荷工况下的经济性，若是，则进入步骤(5a);否则，进入步骤(5b);
[0013](5a)、节气门辅助调节方式，即逻辑控制单元控制开启EGR阀(9)、EGR冷却器电子循环水泵、节气门，通过调节EGR阀的开度来调节进入汽油机的废气量；通过调节EGR冷却器电子循环水泵的转速来调节进入汽油机内的废气温度；通过调节节气门的开度来调节进入汽油机的新鲜空气量；同时逻辑控制单元通过混合气温度传感器和空气流量计分别采集的混合气温度信号和新鲜空气质量流量信号，根据采集到的信号反复调节EGR阀、EGR冷却器电子循环水泵、节气门，直到当前负荷工况下汽油机内的新鲜空气量值与混合气温度值均在存储值的范围内；所述EGR冷却器电子循环水泵安装在EGR冷却器的进液口与出液口之间，所述混合气温度传感器安装在发汽油机进气歧管上；所述空气流量计安装在汽油机总进气管的前端；
[0014](5b)、纯EGR调节，即逻辑控制单元控制开启EGR阀、EGR冷却器电子循环水泵，通过调节EGR阀的开度来调节进入汽油机的废气量；通过调节EGR冷却器电子循环水泵的转速来调节进入汽油机内的废气温度；同时逻辑控制单元通过混合气温度传感器和空气流量计分别采集的混合气温度信号和新鲜空气质量流量信号，根据采集到的信号反复调节EGR阀、EGR冷却器电子循环水泵，直到当前负荷工况下汽油机内的新鲜空气量值与混合气温度值均在存储值的范围内；
[0015]所述判断纯EGR控制是否影响在当前负荷工况下的经济性，包括以下步骤:
[0016]①计算纯EGR调节方式的燃油消耗量为Q1，节气门辅助调节方式的燃油消耗量为Q2 ；
[0017]②比较Ql和Q2，若Q1>Q2，则纯EGR控制影响在当前负荷工况下的经济性；若Q2≥Q1，则纯EGR控制不影响在当前负荷工况下的经济性。
[0018]进一步地，如上所述的汽油机负荷调节的方法，在步骤(4)之前，还包括以下步骤:
[0019](1)、逻辑控制单元根据查询结果判断是否需要开启EGR调节，若是，则入步骤(4);否则，进入步骤3 ;
[0020]步骤(3)、逻辑控制单元控制开启节气门，通过调节节气门的开度来调节进入汽油机的新鲜空气量；
[0021]所述判断是否需要开启EGR调节的方法包括以下步骤:
[0022]①计算单纯开启节气门时的燃油耗油量为Q3、计算纯EGR调节方式的燃油消耗量为Ql，节气门辅助调节方式的燃油消耗量为Q2 ；
[0023]@比较以、02、03、若03小于Ql和Q2，则只需通过开启节气门调节汽油机负荷。
[0024]与现有技术相比本发明的有益效果是:
[0025]1.本发明通过调整EGR引入量和EGR温度的方式实现了部分负荷的无节气门调节和节气门辅助调节，可以最大程度的减少部分负荷时的进气节流损失，提高部分负荷时的燃油经济性。
[0026]2.本发明实现了 EGR引入温度可控，提高了部分负荷时混合气的进气温度，强化了燃烧过程，进而提高了部分负荷燃油的做功能力。
[0027]3.本发明利用相对较高的混合气温度可以增大定质量流量下的新鲜空气体积，扩大部分负荷节气门辅助调节时的节气门开度，进一步降低部分负荷时的进气节流损失。
[0028]4.本发明利用相对较高的混合温度可以减小定体积流量下EGR的质量，相比于冷EGR的负荷控制方式可以降低EGR率，扩大EGR控制负荷的范围。
[0029]5.本发明较高的混合气进气温度可以促进燃油分子和空气分子的混合，提高着火稳定性，减少循环变动，提高发动机的EGR容忍度；同时，燃油雾化加强以后还能在一定程度上减少直喷汽油机存在的机油稀释问题。
[0030]6.本发明结构简单，对现有的EGR装置不需做太大的改动，发动机布置方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为本发明汽油机负荷调节装置结构示意图；
[0032]图2为本发明汽油机负荷调节方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0033]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
[0034]本发明的目的就是改进汽油机的经济性，也即改善如何使汽油机在不同工况下能够使用最少的耗油量来启动工作。而为了达到最少耗油量，本发明采取了以下措施:
[0035]图1为本发明汽油机负荷调节装置结构示意图，如图1所示，本发明汽油机负荷调节的装置，包括汽油机10、汽油机10进气管14上安装的节气门3、以及与汽油机10连通的EGR回路6，所述EGR回路6包括依次连接的EGR阀9以及EGR冷却器8，EGR阀9的入口与汽油机10的排气管12连通，EGR冷却器8的出口与汽油机10的进气管14连通，在汽油机10进气歧管11上安装有用于测量混合气体温度的混合气温度传感器5 ;在EGR冷却器8的进液口与出液体之间连接有用于控制冷却水水流量的EGR冷却器电子循环水泵7 ;在汽油机10总进气管的前端安装有用于测量空气质量流量的空气流量计13 ;所述节气门3、混合气温度传感器5、EGR冷却器电子循环水泵7、EGR阀9、空气流量计13均与逻辑控制单元I连接。
[0036]进一步地，在节气门3之前安装有用于测量进入汽油机10的气体温度的进气温度传感器2 ;在EGR冷却器8的出口与进气管13的交汇处安装有用于测量进入汽油机10的废气温度的EGR入口温度传感器4。
[0037]具体地，参考图1，所述的逻辑控制单元I为本发明策略实现的控制中枢，负责数据存储、信号采集、逻辑计算、控制执行，相当于发动机的控制电脑。
[0038]所述的进气温度传感器2安装在进气管上，节气门3之前，主要用于测量进气温度，采集的温度信号输出给逻辑控制单元1，量程在0-150°C即可。
[0039]所述的节气门3为普通发动机用节气门，通过逻辑控制单元的输出信号控制其开度大小，主要作用是限制进气流量。
[0040]所述的EGR入口温度传感器4安装在EGR回路6的末端与进气管的交汇处，主要用于测量EGR回路中的废气温度，采集信号输出给逻辑控制单元1，量程要能够满足较高的废气温度，控制在600 °C以上。
[0041]所述的混合气温度传感器5安装在发动机进气歧管上，用于测量EGR和新鲜空气混合之后的温度，测量信号反馈输出给逻辑控制单元1，测量量程在0-300°C即可。
[0042]所述的EGR回路6用于连接汽油机的排气管和进气管，作为废气的引流管，材料一般为铸铁件。具体的，为保证增压发动机能够正常引入EGR，利用涡前压力与节气门后的压力差，EGR回路采取由涡前引到节气门后的高压EGR回路。
[0043]所述的EGR冷却器电子循环水泵7为逻辑控制单元I的执行元件，可以实现由O到最大转速的连续变化，EGR冷却器电子循环水泵7入水口接发动机的冷却循环水路，出水口接EGR冷却器8的入水口，主要作用是通过逻辑控制单元I的信号调节冷却水流量大小，冷却控制EGR的引入温度；由于从汽油机排出的废气温度极高，若直接通过EGR回路6引入汽油机会引起点燃汽油机内汽油的状况，本发明为了根据需要调整混合气的温度，需要将废气利用EGR冷却器电子循环水泵7进行降温处理。
[0044]所述的EGR冷却器8串联在EGR回路6中，主要用于冷却废气，EGR冷却器8要求有较好的换热效果，能够将流通废气降低到所要求的预定温度。
[0045]所述的EGR阀9为普通汽油机用EGR阀，由逻辑控制单元I控制，主要用于控制EGR的流量。
[0046]所述的汽油机10既可以为增压发动机，也可以为非增压发动机。
[0047]所述的空气流量计13为普通车用热模式空气流量计，安装在总进气管的前端，用于测量新鲜空气的质量流量，采集信号输出给逻辑控制单元I。
[0048]本发明通过节气门3、EGR冷却器电子循环水泵7和EGR阀9的联合控制，实现对EGR和新鲜空气进气量以及混合气进气温度的控制，从而实现对发动机负荷的调节以改善汽油机在当前工况下的经济性。其具体实施策略如下:
[0049](I)当发动机工作在全负荷工况时，节气门3全开，EGR阀9关闭，不引入EGR，进气道内完全是新鲜空气，保证发动机全负荷时的最大进气量。
[0050](2)纯EGR调节:当发动机由全负荷过度到部分负荷时，节气门3仍保持为全开，而EGR阀9逐渐打开，同时EGR冷却器电子循环水泵7开始工作，通过EGR阀3的开度和EGR的引入温度联合控制发动机负荷的大小。
[0051]具体地，由于发动机不是时时工作在全负荷的状态下，而是大多情况下工作在部分负荷的工况下，而当汽油机处于部分负荷工况时，为了提高汽油机的经济性，本发明从两个方面来提高发动机的经济性，一方面是通过引入废气改善汽油机的节流损失；另一方面改变是汽油机混合气的温度，使改变温度后的混合气的温度值接近爆震的温度值，则能够提高部分负荷时的爆震指数以强化燃烧，从而改善汽油机部分负荷的动力性和经济性，以提高燃油经济性。
[0052](3)节气门辅助调节:当发动机所需负荷进一步降低，同时当EGR的引入量开始对发动机经济性带来负面影响时，节气门3、EGR阀9和EGR冷却器电子循环水泵7开始联合工作，在保证合适的混合气进气温度前提下，同时减小节气门和EGR阀开度，降低新鲜空气进气量和EGR引入量，从而继续降低负荷(节气门辅助调节应该有个最优值，节气门辅助调节是相同进气量下，油耗最少的开度配合)。
[0053]具体的说，决定发动机负荷变化的直接影响因素是新鲜空气的进气质量，本发明实例是通过调节EGR阀9开度大小改变引入进气管的EGR量来限制新鲜空气的进气质量的。EGR阀9开度越大，进气管内废气量越多新鲜空气量越少，负荷也就越低；EGR阀9开度越小，进气管中废气量越少新鲜空气量越多，负荷也就越高。
[0054]研究表明，临界爆震可以强化燃烧，改善发动机的动力性和经济性，也就是说，只要不发生爆震，爆震指数越大的工况，其燃油经济性越好。汽油机最容易发生爆震的工况是全负荷，部分负荷由于进气量少，燃烧压力波对末端混合气的压缩以及燃烧火焰的热辐射程度低，因而不会发生爆震，也就是说部分负荷时燃油并没有发挥出最大的做功性能，因此可以适度提高部分负荷时的爆震指数以强化燃烧改善汽油机部分负荷的动力性和经济性，为使发动机不同负荷都能达到或接近临界爆震状态，不同负荷应具有不同的最高混合进气温度，为达到该目的，本发明通过EGR引入温度的高低调整发动机混合进气温度，而EGR引入温度则是通过EGR冷却器冷却调节的，EGR冷却器电子循环水泵7转速越高，EGR冷却器通过的冷却循环水越多，EGR引入温度也就越低，混合进气温度也就越低；EGR冷却器电子循环水泵转速越低，EGR冷却器通过的冷却循环水越少，EGR引入温度也就越高，混合进气温度也就越高。在发动机不爆震的情况下，混合进气温度越高，点火时刻缸内的平均温度也越高，燃烧强化越剧烈，循环热效率也就越高，部分负荷时的燃油做功能力也就越强。
[0055]利用EGR热量加热EGR与新鲜空气的混合气相比于冷EGR的引入方式，不仅可以加热混合气到预定温度，而且热的混合气温度可以扩大新鲜空气定质量流量情况下的体积流量，进一步增大节气门开度。而对于EGR来说，EGR控制负荷归根结底是用EGR的体积填补了本来需要用节气门限制的新鲜空气体积，利用的是EGR的体积量，而热的混合气温度可以使废气在定体积流量前提下相对减少质量流量，从而降低EGR率，在不影响燃烧的情况下，扩大EGR控制负荷的范围。此外，热EGR的引入方式可以使混合气在火花点火之后有更高的温度，使分子之间的扩散运动更加剧烈，促进火焰传播，强化燃烧，提高EGR容忍度。
[0056]下面结合附图1具体介绍本发明发动机改善燃油经济性的策略:
[0057]—种汽油机负荷调节的方法，包括以下步骤:
[0058]步骤101:获取汽油机10在当前负荷工况下的油门信号与汽油机的转速信号；
[0059]一方面，根据油门信号就可知道发动机需要多大负荷，根据多大负荷就可获知需要多少新鲜空气，本发明就是通过汽油机不同负荷和不同转速获知需要的新鲜空气量的；另一方面，由于汽油机的转速影响进气速度，进气速度影响燃烧状态，因此，汽油机的转速不一样，燃烧状态也不一样，所以发生爆震的概率也不同，从而导致发生爆震的临界温度也不一致。[0060]步骤102、逻辑控制单元I根据获取的汽油机油门信号与汽油机的转速信号查询存储值以确定出汽油机在当前负荷下所需的新鲜空气量与混合气温度值；直到当前负荷工况下汽油机内的新鲜空气量值与混合气温度值均在在存储值的范围内。
[0061]具体地，所述存储值中新鲜空气量的测定方法为:固定汽油机的转速和当前负荷，同时利用爆震传感器检测汽油机的爆震状态，然后逐渐升高汽油机内气体的温度，直到爆震传感器检测到爆震发生，则此时的温度为最高临界温度；存储值存储的温度值为最高临界温度的下偏值，偏差范围不超过最高临界温度值的3%，即所述存储值存储的温度值是一个区间的数值，只要汽油机内的混合器温度值在最高临界温度值的下偏值的3%范围内均可；然后改变汽油机的转速和当前负荷，使用同样的方法检测出此时的最高临界温度，然后存储值存储的温度值为该最高临界温度的下偏差范围不超过此时的最高临界温度值的3%值范围内的值；依次类推，就得到若干组与发动机负荷与转速对应的混合气温度区间范围。
[0062]所述存储值中混合气温度值的测定方法为:先确定全负荷(汽油机内全部进空气)时的扭矩大小，然后通过单纯控制节气门来调节汽油机的进气量，从最大进气量到最小进气量，检测扭矩的变化，得出相应空气量所对应的扭矩大小，存储值里存储的就是在当前扭矩下(负荷下)所对应的新鲜空气量值，该测出的新鲜空气量值为一个理想值，存储值存储的是偏差范围在该新鲜空气量值3%以内的值，即所述存储值存储的空气量是一个区间的数值，只要汽油机内的新鲜空气量值在理想值偏差3%的范围内均可。
[0063]步骤103:逻辑控制单元I根据查询结果判断是否需要开启EGR调节，若是，则入步骤105 ;否则，进入步骤104 ；
[0064]所述判断是否需要开启EGR调节的方法包括以下步骤:
[0065]①、计算单纯开启节气门时的燃油耗油量为Q3、计算纯EGR调节方式的燃油消耗量为Q1，节气门辅助调节方式的燃油消耗量为Q2 (Q1，Q2，Q3的计算是当前负荷的扭矩下，即相同扭矩下，看纯EGR调节和节气门辅助调节哪个汽油消耗的少，具体的通过油耗仪测量出来的，即三种模式都调到同一扭矩下，看哪个油耗少)；
[0066]@比较以、02、03、若Q3小于Ql和Q2，则只需通过开启节气门来调节汽油机的负荷
[0067]步骤104:逻辑控制单元I控制开启节气门3，通过调节节气门3的开度来调节进入汽油机10的新鲜空气量。
[0068]步骤105:逻辑控制单元I根据查询结果判断纯EGR控制是否影响在当前负荷工况下的经济性，若是，则进入步骤106 ;否则，进入步骤107;
[0069]步骤106:节气门辅助调节方式，即逻辑控制单元I控制开启EGR阀9、EGR冷却器电子循环水泵7、节气门3，通过调节EGR阀9的开度来调节进入汽油机的废气量；通过调节EGR冷却器电子循环水泵7的转速来调节进入汽油机10内的废气温度；通过调节节气门3的开度来调节进入汽油机10的新鲜空气量；同时逻辑控制单元I通过混合气温度传感器5和空气流量计13分别采集的混合气温度信号和新鲜空气质量流量信号，根据采集到的信号反复调节EGR阀9、EGR冷却器电子循环水泵7、节气门3，直到当前负荷工况下汽油机内的新鲜空气量值与混合气温度值均在存储值的范围内；
[0070]步骤107:纯EGR调节，即逻辑控制单元I控制开启EGR阀9、EGR冷却器电子循环水泵7，通过调节EGR阀9的开度来调节进入汽油机的废气量；通过调节EGR冷却器电子循环水泵7的转速来调节进入汽油机10内的废气温度；同时逻辑控制单元I通过混合气温度传感器5和空气流量计13分别采集的混合气温度信号和新鲜空气质量流量信号，根据采集到的信号反复调节EGR阀9、EGR冷却器电子循环水泵7，直到当前负荷工况下汽油机内的新鲜空气量值与混合气温度值均在存储值的范围内；
[0071]所述判断纯EGR控制是否影响在当前负荷工况下的经济性包括以下步骤:
[0072]①、计算纯EGR调节方式的燃油消耗量为Q1，节气门辅助调节方式的燃油消耗量为Q2 ；
[0073]②、比较Ql和Q2，若Q1>Q2，则纯EGR控制影响在当前负荷工况下的经济性；若Q2≥Q1，则纯EGR控制不影响在当前负荷工况下的经济性。
[0074]图2为本发明发汽油机负荷调节方法流程示意图，结合图1与图2，逻辑控制单元I首先采集发动机当前油门信号和转速信号，然后查询逻辑控制单元I内存储的发动机在该预定工况下的存储值，之后逻辑控制单元I根据采集到的新鲜空气和EGR的温度信号结合当前发动机预定工况下所要求的新鲜空气量和混合气温度，控制EGR阀、节气门、电子水泵等执行器执行，使新鲜空气量和混合气温度在存储值的范围内。在执行器响应过程中，如若当前负荷所需新鲜空气量能够在不影响燃油经济性的前提下通过纯EGR调节方式调节，则节气门保持全开，只通过EGR阀开度和电子水泵调节新鲜空气进气量和混合气温度；如若当前负荷所需空气量通过纯EGR方式调节会使发动机燃油经济性变差，则使用节气门辅助调节方式，通过EGR阀、节气门和电子水泵联合控制。同时，执行器执行过程中并不能完全通过执行器一次动作达到预定要求，因此需要采集时时混合气温度信号和新鲜空气流量信号反馈给控制单元与存储值进行对比:若新鲜空气质量不足，则纯EGR调节时单独减小EGR阀开度或者节气门辅助调节时同时减小EGR阀开度和增大节气门开度；若新鲜空气质量过多，则纯EGR调节时增大EGR阀开度或者节气门辅助调节时同时增大EGR阀开度和减小节气门开度；若混合气温度低于预定值，则减小电子水泵转速；若混合气温度高于预定值，则增大电子水泵转速，最后通过不断的反馈调节对负荷控制进行维稳。
[0075]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所 记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种汽油机负荷调节的装置，包括汽油机(10)、汽油机(10)进气管(14)上安装的节气门(3)、以及与汽油机(10)连通的EGR回路(6)，所述EGR回路(6)包括依次连接的EGR阀(9)以及EGR冷却器(8)，EGR阀(9)的入口与汽油机(10)的排气管(12)连通，EGR冷却器(8)的出口与汽油机(10)的进气管(14)连通，其特征在于，在汽油机(10)进气歧管(11)上安装有用于测量混合气体温度的混合气温度传感器(5);在EGR冷却器(8)的进液口与出液体之间连接有用于控制冷却水水流量的EGR冷却器电子循环水泵(7);在汽油机(10)总进气管的前端安装有用于测量空气质量流量的空气流量计(13);所述节气门(3)、混合气温度传感器(5)、EGR冷却器电子循环水泵(7)、EGR阀(9)、空气流量计(13)均与逻辑控制单元(I)连接。
2.根据权利要求1所述的汽油机负荷调节的装置，其特征在于，所述汽油机(10)可以为增压发动机，也可以为非增压发动机。
3.根据权利要求1所述的汽油机负荷调节的装置，其特征在于，在在节气门(3)之前安装有用于测量进入汽油机(10)的气体温度的进气温度传感器(2);在EGR冷却器(8)的出口与进气管(14)的交汇处安装有用于测量进入汽油机(10)的废气温度的EGR入口温度传感器(4)。
4.一种汽油机负荷调节的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)、获取汽油机(10)在当前负荷工况下的油门信号与汽油机的转速信号； (2)、逻辑控制单元(I)根据获取的汽油机油门信号与汽油机的转速信号查询存储值以确定出汽油机在当前负荷下所需的新鲜空气量与混合气温度值；所述存储值为事先存储在存储单元的根据汽油机不同负荷与转速所对应的符合经济性的新鲜空气量取值区间和混合气温度取值区间； (4)、逻辑控制单元(I)根据查询结果判断纯EGR控制是否影响在当前负荷工况下的经济性，若是，则进入步骤(5a);否则，进入步骤(5b); (5a)、节气门辅助调节方式，即逻辑控制单元(I)控制开启EGR阀(9 )、EGR冷却器电子循环水泵(7)、节气门(3)，通过调节EGR阀(9)的开度来调节进入汽油机的废气量；通过调节EGR冷却器电子循环水泵(7)的转速来调节进入汽油机(10)内的废气温度；通过调节节气门(3)的开度来调节进入汽油机(10)的新鲜空气量；同时逻辑控制单元(I)通过混合气温度传感器(5)和空气流量计(13)分别采集的混合气温度信号和新鲜空气质量流量信号，根据采集到的信号反复调节EGR阀(9)、EGR冷却器电子循环水泵(7)、节气门(3)，直到当前负荷工况下汽油机内的新鲜空气量值与混合气温度值均在存储值的范围内；所述EGR冷却器电子循环水泵(7)安装在EGR冷却器(8)的进液口与出液口之间，所述混合气温度传感器(5)安装在发汽油机(10)进气歧管(11)上；所述空气流量计(13)安装在汽油机(10)总进气管的前端； (5b )、纯EGR调节，即逻辑控制单元(I)控制开启EGR阀(9 )、EGR冷却器电子循环水泵(7)，通过调节EGR阀(9)的开度来调节进入汽油机的废气量；通过调节EGR冷却器电子循环水泵(7)的转速来调节进入汽油机(10)内的废气温度；同时逻辑控制单元(I)通过混合气温度传感器(5)和空气流量计(13)分别采集的混合气温度信号和新鲜空气质量流量信号，根据采集到的信号反复调节EGR阀(9)、EGR冷却器电子循环水泵(7)，直到当前负荷工况下汽油机内的新鲜空气量值与混合气温度值均在存储值的范围内；所述判断纯EGR控制是否影响在当前负荷工况下的经济性，包括以下步骤:①计算纯EGR调节方式的燃油消耗量为Ql，节气门辅助调节方式的燃油消耗量为Q2； ②比较Ql和Q2，若Q1>Q2，则纯EGR控制影响在当前负荷工况下的经济性；若02≥Q1，则纯EGR控制不影响在当前负荷工况下的经济性。
5.根据权利要求4所述的汽油机负荷调节的方法，其特征在于，在步骤(4)之前，还包括以下步骤: (I)、逻辑控制单元(I)根据查询结果判断是否需要开启EGR调节，若是，则入步骤(4);否则，进入步骤3 ; 步骤(3 )、逻辑控制单元(I)控制开启节气门(3 )，通过调节节气门(3 )的开度来调节进入汽油机(10)的新鲜空气量； 所述判断是否需要开启EGR调节的方法包括以下步骤: ①计算单纯开启节气门时的燃油耗油量为Q3、计算纯EGR调节方式的燃油消耗量为Ql，节气门辅助调节方式的燃油消耗量为Q2 ； ②比较Ql、 Q2、Q3、若Q3小于Ql和Q2，则只需通过开启节气门调节汽油机负荷。
【文档编号】F02D43/00GK103790727SQ201410052164
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年2月14日 优先权日:2014年2月14日
【发明者】韩林沛, 洪伟, 解方喜, 苏岩, 许允, 李小平, 杨俊伟, 杨万里 申请人:吉林大学