[发明专利]一种发动机EGR流体模拟试验台

说明书

本发明涉及一种发动机EGR流体模拟试验台，包括用于模拟发动机排气的排气模拟单元、EGR中冷器、用于模拟发动机进气的进气模拟单元、模拟气缸单元及数据采集控制单元，排气模拟单元与EGR中冷器连接，EGR中冷器的出口气体与进气模拟单元的出口气体混合后进入模拟气缸单元，排气模拟单元的气体与模拟气缸单元的出气进行热交换。与现有技术相比，本发明应用于动力机械及工程学科领域的试验测控平台，可有效模拟发动机进排气系统的流体运动，并结合EGR系统模拟边界条件开展不同工况下的废气再循环模拟试验，有助于促进发动机流体试验创新，有助于促进发动机EGR系统研究，可用于EGR循环模拟、进排气道流量系数测量、EGR率测量与控制、气流运动及组织形式研究。

技术领域

本发明涉及发动机试验技术，具体涉及一种发动机EGR流体模拟试验台.

背景技术

近年来基于EGR稀释的内燃机高效清洁燃烧技术成为业内研究热点，并在节能减排领域具有较大潜力，其中EGR系统设计与发动机性能匹配成为该技术应用的重要基础。EGR系统主要有EGR控制阀、EGR中冷器、EGR管路等组成，但根据发动机工况特点以及EGR的安装位置则呈现出非常复杂的特点。根据与发动机进气增压系统的相对安装位置划分，EGR系统分为高压EGR系统与低压EGR系统；根据与发动机三元催化器等尾气排放装置的相对安装位置划分，EGR系统分为净端EGR系统与脏端EGR系统；根据是否增设中冷器又分为热EGR系统与冷EGR系统；国外还提出了DEGR系统及多级增压EGR系统的设计。同时考虑发动机宽阔复杂的工况范围以及VVT、艾金森循环等其他发动机技术的应用，EGR技术在发动机上应用面临诸多问题与挑战。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种测试功能多、测试数据准确的发动机EGR流体模拟试验台。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种发动机EGR流体模拟试验台，所述试验台包括用于模拟发动机排气的排气模拟单元、EGR中冷器、用于模拟发动机进气的进气模拟单元、模拟气缸单元以及数据采集控制单元，所述排气模拟单元与EGR中冷器连接，EGR中冷器的出口气体与进气模拟单元的出口气体混合后进入模拟气缸单元，排气模拟单元的气体与模拟气缸单元的出气进行热交换。

本发明试验台废气无需化石燃料燃烧获取，而是通过空气与CO₂按一定比例混合以及混合气加热模拟废气，加热方式采用电热管加热，气体最高温度可达300℃，此设计有利于试验零排放污染以及排除气体燃烧的不可控性的因素。

所述的排气模拟单元包括二号风机、CO₂储气瓶、混合调压装置以及二号三通连接件，所述二号风机将空气送入混合调压装置中，所述CO₂储气瓶中的气体通过换热器与所述模拟气缸单元的出气进行热交换后进入混合调压装置，所述混合调压装置的气体出口与二号三通连接件的入口连接，混合调压装置的一个出口与EGR中冷器连接，另一个出口与混合调压装置循环连接。

所述的混合调压装置中设有二号温度传感器、二号压力传感器以及电加热丝。

所述的EGR中冷器的壳程与水箱循环连接，并在连接管路上设置水泵和二号流量计，所述EGR中冷器的管程入口与进气模拟单元连接，出口通过EGR阀与进气模拟单元连接。

所述的水箱的进口和出口均设有一号温度传感器，水箱的内部设有电加热丝。试验台配置了可调温水箱及进出口管道、水泵、流量计等装置，可用于试验测试中冷器冷却效果。同时EGR阀体开度控制可由控制器程序与数采机箱I/O接口进行控制，从而可实现可变EGR率的动态试验。

所述的进气模拟单元包括依次连接的一号风机、一号稳压箱、节气门和一号三通连接件，所述一号三通连接件的另一个气体入口通过EGR阀与EGR中冷器的管程出口连接，一号三通连接件的气体出口连接模拟气缸单元。