山东农业大学硕士学位论文汽车发动机EGR冷却控制系统的研究姓名:傅旭光申请学位级别:硕士专业:农业机械化工程指导教师:郭新民20060616汽车发动机EGR冷却控制系统的研究放控制技术大致相当于国外20世纪90年代的水平。1.4本课题研究的目的和意义本课题旨在研制开发一种能根据发动机具体工况调节EGR冷却温度的外部EGR冷却控制系统,使EGR废气温度在发动机的每种工况下都能自动调节到既有较低的N0。排放又具有良好的综合性能的温度值。为更好地实现冷却EGR的智能控制和精确控制打好基础。减少汽车尾气中NO。的含量,使汽车成为人们生活当中更有利的工具。1.5课题的内容和研究方法1.5.1研究内容1在选定型号的发上做各种工况的EGR试验,通过比较找出各工况EGR冷却温度与降低NO;排放的规律,也就是找出在各种工况下,既能有效降低NO。的排放又能使EGR对发动机负面影响最小的EGR温度范围。设计EGR总体布局和EGR冷却器,设计EGR冷却的实现方式。2根据要实现的功能和理论分析确定传感器(温度、转速、负荷等类型和单片机的型号,选择EGR阀的类型和电动水泵的型号。3合理设计EGR冷却系统的控制电路,设计电路的软件程序。1.5.2研究方法1通过进一步理论分析,确定试验方案。.2利用现有条件,在选用的汽油机上安装EGR流路进行实验,改变发动机的转速与负荷,使用五组份排气分析仪测试EGR废气温度不同时NO。的排放量,找出EGR冷却温度与降低发动机N0。排放的规律,完成数据搜集。3根据找出的EGR冷却温度与降低N氓排放的规律,利用单片机和辅助电路通过控制EGR冷却系电动水泵的转速,进而控制冷却水流量,调节冷却温度,初步实现对EGR冷却系统的自动控制。14山东农业大学硕士学位论文2EGR冷却系统设计计算2.1EGR冷却系统总体设计冷却系-般按传热介质来分类。可分为以水为传热介质的水冷型冷却系,以空气为传热介质的风冷型冷却系,以油(如机油等为传热介质的油冷型冷却系。现今,汽车、拖拉机和军用履带车辆,普遍采用水冷型冷却系,部分军用轮式战斗车辆、豪华型大型客运车辆及部分工程车辆采用风冷型冷却系13“。对EGR进行冷却时,风冷较易实现,但冷却效果不理想,对温度比较高的EGR废气不适合。而水的比热大,冷却效果好,所以采用水作为冷却介质。而且采用水冷还可以充分利用发动机原有的冷却系,既能降低EGR的冷却系的成本,又能使其有紧凑的布置结构。该EGR冷却系统的设计思想是把EGR冷却系作为发动机冷却系的一个分支,传热介质(水由水泵驱动,进行强制循环流动。并采用电控单元ECU自动控制水泵转速,从而通过调整冷却水循环量的方法来控制EGR废气的温度。EGR冷却系统原理如图2—1所示。经器图2.IEGR冷却系统原理图F培2-lPrincip】eofcoolingsystemforEGR1电控单元Ecu2文曲利管3旁通阀4.发动机5EGR控制阀6EGR冷却器7_EGR废气温度传感器8伺服电动水泵9单向阀10发动机散热器15汽车发动机EGR冷却控制系统的研究图中EGR冷却系统利用EGR阀(5后面的冷却器(6对废气进行单独冷却。EGR冷却水引自发动机散热器(10的出水口,冷却水经过EGR冷却器再流回发动机散热器。由于从发动机散热器流出的水是冷却系统中温度最低的,所以可以提高EGR的冷却效率。直流伺服电动水泵(8装配在EGR冷却器冷却水入口管路上,用来控制冷却水的循环。单向阀(9用来减少因冷却液回流而对EGR冷却带来的不利影响。这种布局对原冷却系改动较小,结构比较简单。2.2EGR冷却器的选型与设计2.2.1冷却器的选型1选型标准EGR冷却器是一种换热器,选型的标准很多,最基本的涉及待处理流体的类型、操作压力、温度、热负荷和费用等。用于对废气进行冷却的EGR冷却器不仅要满足热交换器的基本要求,还要满足它自身冷却温度不能过低的特殊要求。过低的冷却温度将使排气中的水蒸气凝结,与排气中的含硫化合物结合形成酸,造成对冷却器及联接管路的酸性腐蚀,降低冷却器的寿命与可靠性。由于EGR冷却器的冷却对象是温度较高的再循环废气,要求冷却器在较小的换热面积下实现大的热量传递,而且必须尽可能提高废气再循环冷却器的冷却效率,同时还要适应发动机振动大的特点。此种工作条件下对冷却器的要求是:f1冷却器要耐高温、耐腐蚀;(2体积小、散热效率高、压力损失小、能防堵塞。EGR冷却器换热的...
