一种无碳燃气发动机EGR率检测方法及试验台架技术

本发明专利技术涉及发动机废气再循环控制技术领域，具体涉及一种无碳燃气发动机EGR率检测方法及试验台架，该检测方法包括以下步骤：根据进入发动机侧的无碳燃气质量流量和空气质量流量，确定空燃当量比；根据空燃当量比，确定EGR循环的废气分子质量；根据进气侧氧气摩尔分数和排气侧氧气摩尔分数，确定氧气分数误差；根据氧气分数误差、废气分子质量、空气分子质量和进气侧空气质量流量，确定EGR循环质量流量；根据EGR循环质量流量、进入发动机侧的无碳燃气质量流量和空气质量流量，确定EGR率。能够解决现有技术中无碳燃气发动机燃气不含碳元素，不能采用CO2的传感器测量EGR率，以及采用文丘里管的检测方式，气体脉冲测量影响EGR率测量精度的问题。率测量精度的问题。率测量精度的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种无碳燃气发动机EGR率检测方法及试验台架


[0001]本专利技术涉及发动机废气再循环控制
，具体涉及一种无碳燃气发动机EGR率检测方法及试验台架。

技术介绍

[0002]EGR率被定义为再循环的废气量与吸入气缸的进气总量之比，EGR率的合理控制对氮氧化物的净化效果和整机排放极其重要，进行标定试验时需要一种方法量化EGR率，以评判废气再循环对发动机性能的影响。
[0003]目前发动机的EGR率检测方法以传统的含碳化石燃料发动机为基础。因此可以检测进气歧管和排气歧管中的CO2浓度测量EGR率。由于无碳燃气发动机，不含碳元素，不能采用CO2的传感器测量EGR率。还有一种利用文丘里管对上游压力的检测，实现EGR率的检测。但是采用文丘里管的方式，气体脉冲将测量影响EGR率的精度。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种无碳燃气发动机EGR率检测方法及试验台架，能够解决现有技术中无碳燃气发动机燃气不含碳元素，不能采用CO2的传感器测量EGR率，以及采用文丘里管的检测方式，气体脉冲将测量影响EGR率测量精度的问题。
[0005]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0006]本专利技术提供一种无碳燃气发动机EGR率检测方法，包括以下步骤：
[0007]根据进入发动机侧的无碳燃气质量流量和空气质量流量，确定空燃当量比；
[0008]根据空燃当量比，确定EGR循环的废气分子质量；
[0009]根据进气侧氧气摩尔分数和排气侧氧气摩尔分数，确定氧气分数误差；
[0010]根据氧气分数误差、废气分子质量、空气分子质量和进气侧空气质量流量，确定EGR循环质量流量；
[0011]根据EGR循环质量流量、进入发动机侧的无碳燃气质量流量和空气质量流量，确定EGR率。
[0012]在一些可选的方案中，所述的根据进入发动机侧的无碳燃气质量流量和空气质量流量，确定空燃当量比，包括：
[0013]获取进入发动机侧的无碳燃气质量流量和空气质量流量；
[0014]根据公式确定空燃当量比λ；
[0015]其中，为进入发动机侧的空气质量流量，为进入发动机侧的无碳燃气质量流量，α为空燃系数。
[0016]在一些可选的方案中，所述的根据空燃当量比，确定EGR循环的废气分子质量，包括：
[0017]根据公式确定EGR循环的废气分子质量MW
EGR
；
[0018]其中，a1、a2、b1、b2、c1、c2、d1和d2分别为标定拟合系数。
[0019]在一些可选的方案中，所述的根据进气侧氧气摩尔分数和排气侧氧气摩尔分数，确定氧气分数误差，包括：
[0020]获取进气侧氧气摩尔分数和排气侧氧气摩尔分数；
[0021]根据公式确定氧气分数误差
[0022]其中，为进气侧氧气摩尔分数，为排气侧氧气摩尔分数，为空气中氧气摩尔分数。
[0023]在一些可选的方案中，在获取排气侧氧气摩尔分数前，还检测发动机排气中的无碳燃气浓度，并将检测信号传输至所述处理器，当无碳燃气浓度大于设定浓度值时，停止对排气侧氧气摩尔分数的检测。
[0024]在一些可选的方案中，所述的根据氧气分数误差、废气分子质量、空气分子质量和进入发动机侧的空气质量流量，确定EGR循环质量流量，包括：
[0025]根据公式确定EGR循环质量流量
[0026]其中，为进入发动机侧的空气质量流量，MW
air
为空气分子质量，MW
EGR
为EGR循环的废气分子质量。
[0027]在一些可选的方案中，所述的根据EGR循环质量流量、进入发动机侧的无碳燃气质量流量和空气质量流量，确定EGR率，包括：
[0028]根据公式确定EGR率，
[0029]其中，为进入发动机侧的空气质量流量，为进入发动机侧的无碳燃气质量流量，为EGR循环质量流量。
[0030]另一方面，本专利技术还提供一种无碳燃气发动机EGR率检测试验台架，用于实施上述任一项的无碳燃气发动机EGR率检测方法，包括：
[0031]用于设置在进入发动机侧的无碳燃气流量计、空气流量计和进气侧宽域型氧传感器，以及设置在发动机排气侧的排气侧宽域型氧传感器，所述无碳燃气流量计用于检测进入发动机侧的无碳燃气质量流量，所述空气流量计检测进入发动机侧的空气质量流量，所述进气侧宽域型氧传感器用于检测进气侧氧气摩尔分数，所述排气侧宽域型氧传感器的排气侧氧气摩尔分数；
[0032]处理器，其与所述无碳燃气流量计、空气流量计、进气侧宽域型氧传感器和排气侧宽域型氧传感器信号连接，用于根据检测获得的进入发动机侧无碳燃气质量流量、进入发动机侧的空气质量流量、进气侧氧气摩尔分数和排气侧氧气摩尔分数，确定EGR率。
[0033]在一些可选的方案中，该无碳燃气发动机EGR率检测试验台架还包括无碳燃气传感器，其用于设置在所述发动机的排气侧，并位于循环管道入口前，检测发动机的排气中的无碳燃气浓度，并将检测信号传输至所述处理器。
[0034]在一些可选的方案中，该无碳燃气发动机EGR率检测试验台架还包括检测管道，所述检测管道的两端用于与所述发动机的排气管道连接，并且两端依次位于所述排气管道排气的流向方向上，所述无碳燃气传感器设置在所述检测管道上，且所述检测管道与排气管道连接的上游进气口和无碳燃气传感器之间设有冷却器。
[0035]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本方案根据进入发动机侧的无碳燃气质量流量和空气质量流量，确定空燃当量比；根据空燃当量比，确定EGR循环的废气分子质量；根据进气侧氧气摩尔分数和排气侧氧气摩尔分数，确定氧气分数误差；根据氧气分数误差、废气分子质量、空气分子质量和进气侧空气质量流量，确定EGR循环质量流量；根据EGR循环质量流量、进入发动机侧的无碳燃气质量流量和空气质量流量，确定EGR率。采用本方案，可对无碳燃气作为燃料的发动机的EGR率进行测量。也不需要利用文丘里管进行检测，因此检测结果也相对准确。
[0036]另外，在一些可选的方案中，在发动机的排气管道上设置无碳燃气传感器，实时监控排气管中无碳燃气的含量。只用当排气管道中的无碳燃气含量在时间段内小于设定浓度值时，将启动进气管道中的进气侧宽域型氧传感器和排气管道中的排气侧宽域型氧传感器。若无碳燃气浓度大于设定浓度值，就停止排气侧氧气摩尔分数的检测，避免无碳燃气在排气管中发生爆燃，引发安全事故。
[0037]在排气管道中利用检测管道引出一路废气，使燃烧后的尾气，经过检测管道，并且在检测管道与排气管道连接的上游进气口和无碳燃气传感器之间设有冷却器，可将发动机燃烧后的尾气进行降温后，使检测管道上设置的无碳燃气传感器可对冷却后的尾气进行检测。例如，目前市面上氢传感器的最高工作温度在90℃以下，因此将废气经过冷却器冷却至90℃以下，在经氢气传感器测量废气中的氢气浓度。
附图说明
[0038]为了更本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无碳燃气发动机EGR率检测方法，其特征在于，包括以下步骤：根据进入发动机侧的无碳燃气质量流量和空气质量流量，确定空燃当量比；根据空燃当量比，确定EGR循环的废气分子质量；根据进气侧氧气摩尔分数和排气侧氧气摩尔分数，确定氧气分数误差；根据氧气分数误差、废气分子质量、空气分子质量和进气侧空气质量流量，确定EGR循环质量流量；根据EGR循环质量流量、进入发动机侧的无碳燃气质量流量和空气质量流量，确定EGR率。2.如权利要求1所述的无碳燃气发动机EGR率检测方法，其特征在于，所述的根据进入发动机侧的无碳燃气质量流量和空气质量流量，确定空燃当量比，包括：获取进入发动机侧的无碳燃气质量流量和空气质量流量；根据公式确定空燃当量比λ；其中，为进入发动机侧的空气质量流量，为进入发动机侧的无碳燃气质量流量，α为空燃系数。3.如权利要求1所述的无碳燃气发动机EGR率检测方法，其特征在于，所述的根据空燃当量比，确定EGR循环的废气分子质量，包括：根据公式确定EGR循环的废气分子质量MW
EGR
；其中，a1、a2、b1、b2、c1、c2、d1和d2分别为标定拟合系数。4.如权利要求1所述的无碳燃气发动机EGR率检测方法，其特征在于，所述的根据进气侧氧气摩尔分数和排气侧氧气摩尔分数，确定氧气分数误差，包括：获取进气侧氧气摩尔分数和排气侧氧气摩尔分数；根据公式确定氧气分数误差其中，为进气侧氧气摩尔分数，为排气侧氧气摩尔分数，为空气中氧气摩尔分数。5.如权利要求4所述的无碳燃气发动机EGR率检测方法，其特征在于，在获取排气侧氧气摩尔分数前，还检测发动机排气中的无碳燃气浓度，并将检测信号传输至处理器，当无碳燃气浓度大于设定浓度值时，停止对排气侧氧气摩尔分数的检测。6.如权利要求1所述的无碳燃气发动机EGR率检测方法，其特征在于，所述的根据氧气分数误差、废气分子质量、空气分子质量和进气侧空气质量流量，确定EGR循环质量流量...

【专利技术属性】
技术研发人员：都成君，卢文健，闵海娇，李方为，林浩，白冲，米娇，殷勇，李智，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：