一种egr冷却器换热效率检测系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种EGR冷却器换热效率检测系统，包括发动机、测功机、进气系统、供油系统、冷却循环水控制器、油耗仪、空气流量计、温度传感器、压力传感器以及控制装置，所述发动机的受控端连接测功机，发动机分别与供油系统和进气系统连接，发动机的尾气排出口通过排气总管连接待检测EGR冷却器，待检测EGR冷却器的受控端连接冷却循环水控制器；控制装置分别与测功机、进气系统、供油系统和冷却循环水控制器的受控端连接，控制装置的数据采集端分别与油耗仪、空气流量计、温度传感器和压力传感器连接。本发明可行性强、操作简单、成本低廉，检测过程中废气的温度可控，能够测试出符合EGR冷却器实际使用条件下的EGR冷却器换热效率，为能够与发动机合理匹配并提高发动机效率提供基础。
【专利说明】
一种EGR冷却器换热效率检测系统
技术领域
[0001]本发明涉及发动机尾气排放再循环技术领域，特别是一种用于检测EGR冷却器性能的测试系统。
【背景技术】
[0002]在发动机废气再循环系统(EGR系统)中，EGR阀用于将一部分尾气返回气缸重新参与燃烧，尾气中含有大量的惰性气体增大了气缸中的比热比，能够吸收更多燃烧的热量，并以降低氧气浓度，从而降低气缸内燃烧温度以及燃烧速度，进一步减少NOx的排放量，达到排放标准。
[0003]EGR冷却器用于降低导入气缸参与燃烧的尾气温度，尾气温度的降低不仅能够降低最高燃烧温度，而且能够增加缸内气体的充量系数，间接增加了压缩比；同时冷却EGR阀还能够更好的降低排放，降低发动机的油耗。
[0004]EGR冷却器的换热效率即气体放出的热量与冷却水吸收的热量之比，是匹配不同排量发动机的重要参数，因此在EGR冷却器生产和匹配发动机时，能够准确检测出EGR冷却器的换热效率，是提高发动机效率的前提。尽管目前测试冷却器换热效率的设备很多，但都非常昂贵，而且占地面积大。
【发明内容】
[0005]本发明需要解决的技术问题是提供一种操作方便、成本低廉的EGR冷却器换热效率检测系统，能够模拟EGR冷却器真实工作环境，准确检测EGR冷却器的换热效率。
[0006]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
[0007]一种EGR冷却器换热效率检测系统，包括用于产生检测用尾气的发动机、用于控制发动机工作状态的测功机、为发动机提供恒湿恒温气体的进气系统、为发动机提供燃油的供油系统、用于控制进入待检测EGR冷却器中冷却水流量与温度的冷却循环水控制器以及控制装置，所述发动机的受控端连接测功机，发动机分别与供油系统和进气系统连接，发动机的尾气排出口通过排气总管连接待检测EGR冷却器的进气口，待检测EGR冷却器的受控端连接冷却循环水控制器;所述控制装置分别与测功机、进气系统、供油系统和冷却循环水控制器的受控端连接；
所述发动机与供油系统之间的管路中设置有油耗仪，发动机与进气系统之间的管路中设置有空气流量计，发动机与待检测EGR冷却器之间的排气总管上设置有冷却器入口压力传感器和冷却器入口温度传感器，待检测EGR冷却器的出气口端设置有冷却器出口温度传感器;所述控制装置的数据采集端分别与油耗仪、空气流量计、冷却器入口压力传感器、冷却器入口温度传感器以及冷却器出口温度传感器的输出端连接。
[0008]上述EGR冷却器换热效率检测系统，所述控制装置的输出端连接有显示装置。
[0009]上述EGR冷却器换热效率检测系统，所述待检测EGR冷却器的出气口安装有排气背压阀，冷却器出口温度传感器设置在待检测EGR冷却器和排气背压阀之间，控制装置的输出端连接排气背压阀的受控端。
[0010]上述EGR冷却器换热效率检测系统，所述待检测EGR冷却器和冷却循环水控制器之间的进水管道上设置有进水压力传感器和进水温度传感器，待检测EGR冷却器和冷却循环水控制器之间的出水管道上设置有出水压力传感器和出水温度传感器，控制装置的输入端分别连接进水压力传感器、进水温度传感器、出水压力传感器和出水温度传感器的信号端。[0011 ]由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。
[0012]本发明可行性强、操作简单、成本低廉，用于检测EGR冷却器的换热效率，可真实模拟EGR冷却器的使用环境，准确、直观地测出EGR冷却器在不同冷却水温、不同冷却水流量、不同尾气流量、不同尾气温度下的换热效率，为能够与发动机合理匹配并提高发动机效率提供基础。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的结构原理图；
图2为本发明控制部分的工作原理图。
[0014]其中:1.发动机，2.测功机，3.供油系统，4.油耗仪，5.进气系统，6.空气流量计，7.排气总管，8.冷却器入口压力传感器，9.冷却器入口温度传感器，10.EGR冷却器，11.冷却循环水控制器，12.进水压力传感器，13.进水温度传感器，14.出水压力传感器，15.出水温度传感器，16.冷却器出口温度传感器，17.排气背压阀，18.控制装置，19.显示装置。
【具体实施方式】
[0015]下面将结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
[0016]一种EGR冷却器换热效率检测系统，包括发动机1、测功机2、供油系统3、进气系统
5、排气总管7、冷却循环水控制器11、排气背压阀17、控制装置18以及显示装置19，发动机I的受控端连接测功机2，发动机I分别与供油系统和进气系统连接，发动机的尾气排出口通过排气总管7连接待检测EGR冷却器10的进气口，待检测EGR冷却器的受控端连接冷却循环水控制器11，待检测EGR冷却器的出气口安装有排气背压阀17;控制装置分别与测功机、进气系统、供油系统、冷却循环水控制器以及排气背压阀的受控端连接。
[0017]发动机I用于产生检测用尾气，本发明中可选用中小排量发动机，避免排量较大时输入待检测EGR冷却器进气口压力过大，对待检测EGR冷却器造成损伤。发动机的尾气排出口通过排气总管7连接待检测EGR冷却器的进气口，将发动机产生的尾气全部输送至待检测EGR冷却器。其中，排气总管7上设置有冷却器入口压力传感器8和冷却器入口温度传感器9，用于监测排气总管内的尾气压力值和温度值。
[0018]测功机2用于控制发动机的工作状态，即控制发动机的转速和扭矩，进一步控制发动机的排气量大小和排气温度。
[0019]供油系统3用于为发动机提供燃油，供油系统3通过油管路与发动机连通，油管路上设置有油耗仪4，用于测试发动机消耗的平均油耗，并传输给控制装置。
[0020]进气系统5用于为发动机提供恒湿恒温的空气，进气系统5通过空气管路连通发动机的进气管，空气管路上设置有空气流量计6，用于测量发动机消耗的空气流量，并传输给控制装置。
[0021]待检测EGR冷却器的受控端连接冷却循环水控制器11，冷却循环水控制器11用于控制进入待检测EGR冷却器中冷却水的流量和温度，可以根据需求设置进入待检测EGR冷却器的稳定水流量和恒定温度。待检测EGR冷却器和冷却循环水控制器之间的进水管道上设置有进水压力传感器12和进水温度传感器13，分别用于检测进入EGR冷却器冷却水的进水温度和进水压力；待检测EGR冷却器和冷却循环水控制器之间的出水管道上设置有出水压力传感器14和出水温度传感器15，分别用于检测流出EGR冷却器冷却水的出水温度和出水压力。
[0022]待检测EGR冷却器的出气口安装有排气背压阀17，排气背压阀用于控制排气总管内的尾气压力。待检测EGR冷却器和排气背压阀17之间设置有冷却器出口温度传感器16，用于检测待检测EGR冷却器出口尾气的温度值。
[0023]控制装置的数据采集端分别与油耗仪、空气流量计、冷却器入口压力传感器、进水压力传感器12、进水温度传感器13、出水压力传感器14、出水温度传感器15和冷却器出口温度传感器16的输出端连接，控制装置的输出端分别与测功机、进气系统、供油系统、冷却循环水控制器以及排气背压阀的受控端连接;控制装置18的输出端还连接显示装置19，用于对检测结果进行直观显示。
[0024]本发明用于检测待检测EGR冷却器的原理如图1和图2所示，具体过程如下。
[0025]首先，调整发动机转速和扭矩，将发动机调整至中小转速低负荷点，然后通过，冷却循环水控制器控制进入待检测EGR冷却器的冷却水温度和压力，关小排气背压阀直到待检测EGR冷却器前的排气背压阀的压力到达目标值，若难以达到目标压力，则可以通过增加发动机转速或适当增加扭矩来提高排气量从而增大待检测EGR冷却器的进气压力和进气温度。发动机运转正常后，供油系统输出的燃油经过油耗仪再进入发动机，油耗仪记录该开度下发动机的燃油消耗量;进气系统用于输出恒湿恒温的空气到发动机进气管，空气流量计记录该开度下发动机的空气消耗量;发动机排出的尾气全部经排气总管送入待检测EGR冷却器的进气口。
[0026]测试过程中，排气总管上的冷却器入口压力传感器实时监测排气总管的压力值即待检测EGR冷却器的废气压力，并实时传递给控制装置，控制装置根据预设值通过调整排气背压阀使排气总管中的气体压力到达目标值。
[0027]当温度、压力均达到目标值后，控制装置读取油耗仪的燃油消耗量和空气流量计的值，两者的显示值单位均为kg/h;根据能量守恒定律，参与发动机燃烧的空气量和燃油的重量总和即为尾气的重量，由此便能得出发动机尾气的流量，此时发动机的尾气流量即通过待检测EGR冷却器的废气流量。控制装置结合进水压力传感器12、进水温度传感器13、出水压力传感器14和出水温度传感器15值计算得出冷却水带走的热量;再根据冷却器出口温度传感器传输的数值，即可计算得出经过待检测EGR冷却器的尾气热量损失。最后控制装置通过计算冷却水带走的热量与尾气损失的热量进行比即可获得待检测EGR冷却器的换热效率，然后通过显示装置将待检测EGR冷却器换热效率进行直观显示。
[0028]控制装置通过控制测功机、进气系统、供油系统、冷却循环水控制器，来控制待检测EGR冷却器在不同冷却水温、不同冷却水流量、不同尾气流量、不同尾气温度下的换热效率。
[0029]本发明结构简单，成本低廉，无需专用的流量测试设备，其中发动机、供油系统、进气系统、测功机、显示装置均为发动机企业及发动机关键零部件企业必备的设备，因此本发明在组装过程中，贵重设备借用即可。本发明使用发动机尾气测试出来的换热效率更贴合EGR冷却器实际的使用情况，为能够与发动机合理匹配并提高发动机效率提供基础。
【主权项】
1.一种EGR冷却器换热效率检测系统，其特征在于:包括用于产生检测用尾气的发动机(1)、用于控制发动机工作状态的测功机(2)、为发动机提供恒湿恒温气体的进气系统(5)、为发动机提供燃油的供油系统(3)、用于控制进入待检测EGR冷却器中冷却水流量与温度的冷却循环水控制器(11)以及控制装置(18)，所述发动机(I)的受控端连接测功机(2)，发动机(I)分别与供油系统和进气系统连接，发动机的尾气排出口通过排气总管(7)连接待检测EGR冷却器(10)的进气口，待检测EGR冷却器的受控端连接冷却循环水控制器(11)；所述控制装置分别与测功机、进气系统、供油系统和冷却循环水控制器的受控端连接； 所述发动机(I)与供油系统(3)之间的管路中设置有油耗仪(4)，发动机(I)与进气系统(5)之间的管路中设置有空气流量计(6)，发动机(I)与待检测EGR冷却器(10)之间的排气总管(7)上设置有冷却器入口压力传感器(8)和冷却器入口温度传感器(9)，待检测EGR冷却器的出气口端设置有冷却器出口温度传感器(16);所述控制装置的数据采集端分别与油耗仪、空气流量计、冷却器入口压力传感器、冷却器入口温度传感器以及冷却器出口温度传感器的输出端连接。2.根据权利要求1所述的一种EGR冷却器换热效率检测系统，其特征在于:所述控制装置(18)的输出端连接有显示装置(19)。3.根据权利要求1所述的一种EGR冷却器换热效率检测系统，其特征在于:所述待检测EGR冷却器的出气口安装有排气背压阀(17)，冷却器出口温度传感器(16)设置在待检测EGR冷却器和排气背压阀(17)之间，控制装置的输出端连接排气背压阀的受控端。4.根据权利要求1所述的EGR冷却器换热效率检测系统，其特征在于:所述待检测EGR7令却器和冷却循环水控制器之间的进水管道上设置有进水压力传感器(12)和进水温度传感器(13)，待检测EGR冷却器和冷却循环水控制器之间的出水管道上设置有出水压力传感器(14)和出水温度传感器(15)，控制装置的输入端分别连接进水压力传感器(12)、进水温度传感器(13)、出水压力传感器(14)和出水温度传感器(15)的信号端。
【文档编号】G01N25/20GK106017968SQ201610612638
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月29日
【发明人】于政
【申请人】无锡隆盛科技股份有限公司