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1、EGR控制阀的控制系统研究与设计.I...S....S.....N........1....0.0..2,--,.,..4....9...—5—6CN11—2034/T实验技术与管理ExperimentalTechnologyandManagement第28卷第9期2011年9月V0lJ28No.9Sep.201lEGR控制阀的控制系统研究与设计赵振海(天津职业技术师范大学科技产业处,天津300222)摘要:为了降低柴油机氮氧化物(N0)的排放,对发动机性能进行准确控制,研发了一种发动机废气再循环(EGR)新型控制系统,并对其硬
2、件和软件进行了深入分析.测试结果显示,氮氧化物的排放量有了显着降低,验证了系统硬件和软件的有效性.关键词:柴油机;废气再循环;电控单元;微处理器中图分类号:TK414.5文献标志码:A文章编号:10024956(2011)09—006306ResearchanddesignofanewcontrolsystemwithEGRvalveZhaoZhenhai(TechnologyandIndustryDivision,TianjinUniversityofTechnologyandEducation,Tianiin300222,C
3、hina)Abstract:Inordertoreducethenitrogenoxide(NO)emissionofdiesel,andtocontroltheengineperformanceaccurately,anewEGRvalvecontrolsystemisdesigned,andthehardwareandsoftwareofEGRvalvecontrolsystemareanalyzedin-depth.Testresultsshowthatthenitrogenoxideemissionhasbeensign
4、ificantlyre—duced.Theeffectivenessofsystemhardwareandsoftwareisverified.Keywords:diesel;EGR;electroniccontrolunit;microprocessor汽车发动机尾气是空气污染的主要来源之一,是国家节能减排的重点.各发动机厂家都提高了发动机尾气排放标准,目前汽油机已达到国Ⅲ和国Ⅳ标准,柴油机也已达到国Ⅲ标准.汽车废气是一种不可燃气体(不含燃料和氧化剂),在燃烧室内不参与燃烧,它通过吸收燃烧产生的部分热量来降低燃烧温度和压力,以
5、减少氧化氮的生成量.进入燃烧室的废气量随着发动机转速和负荷的增加而增加.氮和氧只有在高温,高压条件下才会发生化学反应,产生氮氧化物(NO),发动机燃烧室内的温度和压力满足了上述条件,在强制加速期间更是如此.为此,采用废气再循环(EGR)系统以降低废气中的NO的排出量:当发动机在负荷下运转时,EGR阀开启,使少量的废气进入进气歧管,与可燃混合气一起进入燃烧室;怠速时EGR阀关闭,几乎没有废气再循环至发动机.EGR系统的主要元件是数控式EGR阀.因此,收稿日期:2011—01O6基金项目:天津市高等学校科技发展基金项目(200907
6、04)作者简介:赵振海(1966),男,天津,本科,实验师,高级技师,国家级职业技能竞赛裁判员.E-mail:tjzha0zhenhai@126.cornEGR控制阀控制系统的质量对于EGR系统的整体运行效果至关重要.本文开展了新型EGR控制阀控制系统的研究,并通过实验验证了系统的可行性.1EGR控制系统组成与工作原理1.1EGR控制系统组成EGR电控系统由电子控制单元(electroniccon—trolunit,ECU),EGR阀,前向通道,后向通道及通信接口等组成,如图1所示.系统各部分的组成与功能如下:(1)前向通道(输
7、入通道).前向通道包括各种传感器(主要完成转速,油门踏板位置,冷却液温度等信号的采集,为控制部分提供工况判断依据),信号放大电路,采样保持器,信号调理电路,模数转换控制器,或开关量输入等.传感器完成发动机的状态信息采集,并与CPU进行数据交互.(2)后向通道(输出通道).后向通道包括数模转换控制器,开关量输出,驱动电路等,实现对执行机构的控制交互.执行器采用真空度调节电磁阀,电磁阀把控制信号变为EGR阀的机械位移,使EGR阀稳定在该工况下的最佳位置.(3)EGR阀.所采用的数控式EGR阀安装在排气歧管上,其作用是独立地对再循环到
8、发动机的废64实验技术与管理图1EGR控制阀控制系统组成框图气量进行准确控制,而不管歧管真空度的大小.EGR阀通过直流电机控制的计量孑L,控制从排气歧管流回进气歧管的废气量,以产生不同流量的组合.当电磁阀通电时,电机驱动阀体,使计量孔开启.直流电机控制的阀体的特
