安诗曼-精芯除湿·致净生活环境温度湿度系统化解决方案供应商

设备选购服务热线:133-6050-3273

工业除湿机

发动机进气温度与湿度协同控制方法与流程

栏目:知识百科 编辑:weige 来源:网络 热度:0 日期:2024-11-17 21:42:10
信息摘要:
本发明涉及一种用于发动机全负荷工况下的进气温度与湿度协同控制方法。背景技术内燃机作为一种高效率的动力机械,被广泛应用于汽车、农机、国防、工业机械等各个领域。其中汽车产业发展迅速,2016年全国机动车保有量达到2.95亿辆,在国民经济产业中占有重要

发动机进气温度与湿度协同控制方法与流程

发动机进气温度与湿度协同控制方法与流程

  

  本发明涉及一种用于发动机全负荷工况下的进气温度与湿度协同控制方法。

  

  背景技术

  

  内燃机作为一种高效率的动力机械,被广泛应用于汽车、农机、国防、工业机械等各个领域。其中汽车产业发展迅速,2016年全国机动车保有量达到2.95亿辆,在国民经济产业中占有重要地位。内燃机具有污染物排放较高的特点,全国机动车排放污染物中,氮氧化物(nox)排放约为577.8万吨,颗粒物(pm)排放约为53.4万吨,是大气污染的主要来源之一。针对内燃机车排放问题,世界各地都有相应的排放法规对其进行约束,日趋严格的排放法规推动着内燃机的发展。在不牺牲油耗和可靠性的基础上降低内燃机尾气排放一直是高校和科研机构的研究热点。

  

  进气温度与湿度对汽车发动机性能和排放影响很大:高的进气温度会使发动机充量密度下降,引起参与燃烧的空气减少,导致发动机功率下降,油耗增加,同时过高的进气温度会引起汽油机爆震倾向;而湿度的变化对发动机氮氧化物的排放有很大影响,有文献表明,含湿量为20g/kg时,发动机氮氧化物排放会较原机降低30%左右。而汽车发动机工作环境的复杂多变,这个特点大大增加了研发清洁发动机的工作量,以北京、上海、广州等地为例,北京冬季大气压102kpa,室外温度-12℃,含湿量0.6g/kg,夏季大气压99.8kpa,室外温度33.2℃,含湿量19.0g/kg;上海冬季大气压102.5kpa,室外温度-4℃,含湿量2.04g/kg,夏季大气压100.5kpa,室外温度34.0℃,含湿量21.7g/kg;广州冬季大气压101.9kpa,室外温度5℃,含湿量3.83g/kg,夏季大气压100.4kpa,室外温度33.5℃,含湿量21.10g/kg。不同时间不同地点的温度湿度与大气压差异巨大,所以发动机研发者需要在各种极端大气环境下进行试验,确保发动机在各种环境都能满足排放法规的同时保持较好的性能,这就大大增加了研发者的工作量,消耗了大量的人力物力。

  

  目前发动机已有技术多侧重于对进气温度进行动态调节,并未考虑湿度,进气温度和湿度协同控制更是鲜有报道。

  

  技术实现要素:

  

  本发明的目的在于提供一种发动机进气温度与湿度协同控制方法,采用本方法可以在多变的大气环境下得到最优的发动机进气温度和湿度,可大幅度降低氮氧化物排放、成本较低。

  

  本发明的技术方案是:

  

  发动机进气温度与湿度协同控制方法,包括以下步骤:

  

  步骤一、在发动机的进气管路上安装温度、湿度传感器、热交换器与喷水系统,所述的喷水系统包括喷水器,所述的喷水器的出口设置在进气管路内,所述的喷水器的入口与增压泵出口相连,所述的增压泵入口与水箱出口相连;

  

  步骤二、系统运行开始时,电子控制单元接收发动机输出的发动机负荷信号,并进行判定,若发动机负荷大于最大负荷的50%,则判定为大负荷,否则判定为小负荷;

  

  步骤三、在大负荷时,控制目标输出为低温度高湿度;小负荷时,控制目标输出为高温度低湿度;

  

  步骤四、电子控制单元将接收的温度、湿度传感器输出的实际进气温度与设定值比较,若实际进气温度大于设定值,则向热交换器输出控制信号对进气进行冷却,否则进行加热;

  

  步骤五、电子控制单元将接收的温度、湿度传感器输出的实际进气湿度与设定值比较,若实际进气湿度大于设定值,则向增压泵输出控制信号减少喷水量,否则增加喷水量;

  

  步骤六、对温度和湿度进行调节后,将实际温度和湿度与设定值对比,若都等于设定值,则维持稳态,否则重新返回步骤四对温度和湿度进行调节。

  

  本发明的优势在于:第一,在多变的大气环境下可得到最优的发动机进气温度和湿度,研发人员只需根据有限的温度湿度进行优化,大大减少研发成本;第二,在进气温度动态控制的基础上引入湿度控制,可大幅度降低氮氧化物排放;第三,无需对发动机机体进行改造,只需改造进气管路,成本较低。

  

  附图说明

  

  图1是本发明发动机进气温度与湿度协同控制方法的控制框图;

  

  图2是应用本发明方法的发动机的结构示意图。

  

  具体实施方式

  

  下面结合附图和具体安装工作方式对本发明进行详细阐述。

  

  本发明方法是在对现有发动机进行改进后进行实施应用的。

  

  如图1所示本发明是在现有的发动机的基础上,在发动机的进气管路上增设温度、湿度传感器8,热交换器6与喷水系统。

  

  改装后的发动机的结构为:

  

  在发动机9的进气管路上按空气流动方向依次安装空气过滤器1、空气压缩机2、喷水器5、热交换器6和温度、湿度传感器8。喷水器5入口与增压泵4出口相连,增压泵4入口与水箱3出口相连。热交换器6具有加热和冷却功能。空气过滤器1入口通大气,出口接在空气压缩机2的入口。

  

  在发动机9的出气管路上安装可变截面涡轮机10,发动机9排气口接在可变截面涡轮机10入口,可变截面涡轮机10出口通大气。

  

  空气压缩机2和可变截面涡轮机10同轴连接,可将废气能量重新利用,对进气进行增压,且涡轮机横截面积可根据发动机负荷调整以保持合适的进气压力。

  

  电子控制单元(ecu)7采集发动机负荷情况并通过温度、湿度传感器8采集进气的温度与湿度,经过处理后向喷水器5、热交换器6和可变截面涡轮机10输出控制信号,对进气状态进行控制,达到控制目标值后维持平衡。

  

  如图2所示的本发明的发动机进气温度与湿度协同控制方法,包括以下步骤:

  

  步骤一、在现有发动机基础上,在发动机的进气管路上安装温度、湿度传感器8、热交换器6与喷水系统,所述的喷水系统包括喷水器5,所述的喷水器的出口设置在进气管路内,所述的喷水器5的入口与增压泵4出口相连,所述的增压泵4入口与水箱3出口相连。

  

  步骤二、系统运行开始时,电子控制单元(ecu)7接收发动机9输出的发动机负荷信号,并进行判定,若发动机负荷大于最大负荷的50%,则判定为大负荷,否则判定为小负荷。

  

  步骤三、在大负荷时,控制目标输出为低温度高湿度;小负荷时,控制目标输出为高温度低湿度。

  

  在大负荷时,循环喷油量较多,缸内最大爆发压力大,燃烧温度高,空燃比较小,氮氧化物排放较高。此时需要大量新鲜空气和较高进气湿度,则进气要求为低温度高湿度。在小负荷时,新鲜进气量充足,缸内温度较低,缸内燃油滞燃期较长,压升率较高,燃烧较为粗暴和不稳定。此时需要较高的进气温度和较低的湿度来缩短滞燃期,保持燃烧稳定。所以在大负荷时,控制目标输出为低温度高湿度;小负荷时,控制目标输出为高温度低湿度。由于大负荷时,增压器后空气温度较高,可达到80-90℃,此时需要较低进气温度,需要对进气进行冷却,可将目标温度设定为30-40℃,即在室温左右;而小负荷增压器后进气温度较低,此时需要较高进气温度,可以减少冷却或进行适当加热,可将小负荷的目标温度设定为50-60℃,即高于室温20-30℃。湿度目标值需要大于环境湿度,原因是气道喷水只能通过增加或减少喷水量对湿度进行调节,即只能在大于环境湿度的范围内进行调节。已知中国境内全年最大含湿量约为20g/kg,所以可将20g/kg设定为小负荷湿度控制目标值,将30-40g/kg设定为大负荷湿度控制目标值。具体的温度目标值和湿度目标值可以根据具体情况调节。

  

  步骤四、电子控制单元将接收的温度、湿度传感器8输出的实际进气温度与设定值比较,若实际进气温度大于设定值,则向热交换器输出控制信号对进气进行冷却,否则进行加热;

  

  步骤五、电子控制单元将接收的温度、湿度传感器8输出的实际进气湿度与设定值比较,若实际进气湿度大于设定值,则向增压泵输出控制信号减少喷水量,否则增加喷水量。

  

  步骤六、对温度和湿度进行调节后,将实际温度和湿度与设定值对比,若都等于设定值,则维持稳态,否则重新返回步骤四对温度和湿度进行调节。

  

  实施例

  

  控制目标设定为:小负荷温度设定值为60℃,含湿量设定值为20g/kg;大负荷温度设定值为30℃,含湿量设定值为30g/kg。

  

  进行控制时,首先ecu对发动机负荷率进行判断,结果显示负荷率小于最大负荷的50%,则判定为小负荷,则输出控制目标温度60℃,含湿量20g/kg。温度、湿度传感器采集进气状态,显示温度为40℃,含湿量为15g/kg。则ecu对采集得到的温度40℃与目标值60℃进行对比,结果显示小于目标值,则调节换热器对进气进行加热;接下来ecu对采集得到的含湿量15g/kg与目标值进行对比,结果显示小于目标值,则调节加压泵增加喷水量。接下来继续将采集得到的温度与湿度与目标值进行对比,直到与目标值相同后停止调节,维持稳态。

  

  在运行过程中发动机状态从小负荷变化到大负荷,此时ecu对发动机负荷率进行判断,结果显示负荷率大于最大负荷的50%,则输出控制目标温度30℃,含湿量30g/kg。温度、湿度传感器采集进气状况,显示温度为60℃,含湿量为20g/kg。则ecu对采集得到的温度60℃与目标值30℃进行对比,结果显示大于目标值,则调节换热器对进气进行冷却;接下来ecu对采集得到的含湿量20g/kg与目标值进行对比,结果显示小于目标值,则调节加压泵增加喷水量。接下来继续将采集得到的温度与湿度与目标值进行对比,直到与目标值相同后停止调节。

  

  若发动机状态从大负荷变化到小负荷,具体控制手段与以上情况类似。

  

  经检测:采用此控制方法后,在全负荷范围内都可以将进气状态控制在目标值;尾气中氮氧化物排放在原机的基础上降低30%以上;小负荷循环波动系数减少,燃烧更加稳定;发动机输出功率与原机相当,油耗略有降低。

  

  尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,并不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可以做出很多形式,这些均属于本发明的保护范围之内。

声明:
本站部分内容和图片来源于互联网,经本站整理和编辑,版权归原作者所有,本站转载出于传递更多信息、交流和学习之目的,不做商用不拥有所有权,不承担相关法律责任。若有来源标注存在错误或侵犯到您的权益,烦请告知网站管理员,将于第一时间整改处理。管理员邮箱:y569#qq.com(#改@)

咨询热线

133-6050-3273

最新资讯

电力课堂 | 户外端子箱除湿防潮的措施

电力课堂 | 户外端子箱除湿防潮的措施

变电站端子箱是室外电气设备与室内测控、保护、通信等设备连接的中间环,一般就地安装在设备旁。在空气潮湿时,尤其是在雨季,室外开关端子箱内潮湿凝...
基于51单片机智能农业大棚恒温恒湿Proteus仿真(源码+仿真+全套资料)

基于51单片机智能农业大棚恒温恒湿Proteus仿真(源码+仿真+全套资料)

资料编号:134视频讲解:功能介绍:采用51单片机作为主控芯片,可以采集当前的温湿度,并且LCD1602显示,可以通过按键设置温湿度的上下阈...
博物馆预防性专用恒温恒湿储藏柜(博物馆文物预防性保护设备)

博物馆预防性专用恒温恒湿储藏柜(博物馆文物预防性保护设备)

我国是历史悠久的文明古国,是世界上保存文物最多的国家之一。丰富多彩的历史文物遍布中华大地,反映了中华民族上下五千年绵延不绝的生存、斗争、发展...
一种恒温恒湿智能温室大棚的制作方法

一种恒温恒湿智能温室大棚的制作方法

本实用新型涉及温室大棚领域,具体为一种恒温恒湿智能温室大棚。背景技术:温室大棚是能透光、保温(或加温),用来栽培植物的设施,在不适宜植物生长...
一种防潮除湿的环网柜的制作方法

一种防潮除湿的环网柜的制作方法

1.本实用新型涉及环网柜技术领域,具体为一种防潮除湿的环网柜。背景技术:2.环网柜是一组输配电气设备(高压开关设备)装在金属或非金属绝缘柜体...
吉他恒湿柜的作用及环境湿度对吉他的影响

吉他恒湿柜的作用及环境湿度对吉他的影响

很多人有买吉他的想法只是因为在某些时候脑袋发热,这在弹吉他的人中占了大多数。购买时,在电商平台上往往只买一个几千到几百的电吉他玩玩练手。在这...

推荐资讯

教你一分钟鉴定别墅新风系统的好坏!

教你一分钟鉴定别墅新风系统的好坏!

现如今科技水平的不断通过提高。人们对室内空气品质的要求也在不断提高。一些别墅项目上,业主除了关心室内温度外,还在关心室内空气湿度以及空气污染...
办公室恒温恒湿机价格,合肥越达(在线咨询),合肥恒温恒湿机

办公室恒温恒湿机价格,合肥越达(在线咨询),合肥恒温恒湿机

对于恒温除湿机来说,我国消费群体的消费观念并没有发生太大的改变,在我们*,合肥恒温恒湿机,南方地区虽然大部分的时间都会比较潮湿不堪,但这种情...
新风系统 有效降低甲醛对孕妇的伤害

新风系统 有效降低甲醛对孕妇的伤害

孕妈妈从怀宝宝到生宝宝已经遭受了很多痛苦,你还忍心她受到环境的污染危害吗?现在我国环境污染严重,室外爆表的雾霾指数,再加上住房的密集,通风效...
净化车间恒温恒湿空调

净化车间恒温恒湿空调

净化车间恒温恒湿空调产品特点一、控制精度高、控制范围广精度:温度正负1℃、湿度正负5%范围:温度15/30℃、湿度30/80%二、机柜工艺1...
三集一体恒温除湿热泵

三集一体恒温除湿热泵

名称:三集一体恒温除湿热泵-AQUA三集一体恒温除湿热泵-泳池恒温除湿热泵-QH柜式型号:QH10~QH40该系列产品为柜式三集一体除湿热泵...
购买除湿器—购买除湿器时需要注意些什么

购买除湿器—购买除湿器时需要注意些什么

南方地区,经常会碰到潮湿的天气,很容易引起室内受潮。所以做好去湿、防潮工作不容忽视。除湿器能去除空气中的湿气,其基本工作原理是使湿气凝结到低...

热门资讯

小型除湿机

小型除湿机

1、小型除湿机的压缩机通电后,通过暴露在外的蒸发器把空气中的水分聚集在蒸发器的盘管上,电冰箱的制冷是把蒸发器上的冷转换到电冰箱的箱里,在压缩...
电力课堂 | 户外端子箱除湿防潮的措施

电力课堂 | 户外端子箱除湿防潮的措施

变电站端子箱是室外电气设备与室内测控、保护、通信等设备连接的中间环,一般就地安装在设备旁。在空气潮湿时,尤其是在雨季,室外开关端子箱内潮湿凝...
基于51单片机智能农业大棚恒温恒湿Proteus仿真(源码+仿真+全套资料)

基于51单片机智能农业大棚恒温恒湿Proteus仿真(源码+仿真+全套资料)

资料编号:134视频讲解:功能介绍:采用51单片机作为主控芯片,可以采集当前的温湿度,并且LCD1602显示,可以通过按键设置温湿度的上下阈...
工业厂房除湿机

工业厂房除湿机

工业厂房除湿机,?气象局最新消息——据浙江省国气象部门权威透露:近期近期浙江省进入梅雨期,杭州东部、萧山一带受到暴雨...
工业热风机 电热风机 热风炉 除湿机 除雾机 家庭取暖 大棚供暖

工业热风机 电热风机 热风炉 除湿机 除雾机 家庭取暖 大棚供暖

'产品特点:1.风扇辅助加热,能迅速升温到您需要的温度。2.风扇辅助加热,风力强劲。3.超薄结构设计,方便壁挂使用。4.本机无其它配件,不需...
博物馆预防性专用恒温恒湿储藏柜(博物馆文物预防性保护设备)

博物馆预防性专用恒温恒湿储藏柜(博物馆文物预防性保护设备)

我国是历史悠久的文明古国,是世界上保存文物最多的国家之一。丰富多彩的历史文物遍布中华大地,反映了中华民族上下五千年绵延不绝的生存、斗争、发展...

热点资讯

厂房除湿器_除湿器使用环境

厂房除湿器_除湿器使用环境

厂房除湿器的详细新闻,地下室配电房除湿机厂家如今众多高楼大厦的配电房都树立在地下室里边,这就显露出来了一个问题,我们晓得,地下室的背景是十分...
电缆沟道及汇控柜通风除湿方法探讨

电缆沟道及汇控柜通风除湿方法探讨

摘要:随着智能电网的建设及全球气温升高等系列问题,变电站内电缆沟道及汇控柜内夏季温度高、雨后湿度大等问题日趋严重,联合采用阻挡隔断、通风除湿...
空调遥控器抽湿是什么意思

空调遥控器抽湿是什么意思

除湿一般适用于特别潮湿的季节或环境下,如南方的梅雨季节。闷热潮湿的天气,开启“除湿模式”,会把空气中的水气迅速排出室外。同时,空调会继续吹出...
惠康--恒温恒湿(洁净式)空调机组

惠康--恒温恒湿(洁净式)空调机组

HICON单元式恒温恒湿空调机组包括风冷型和水冷型两大系列。公司引入先进设计理念和制造工艺,设计开发的一款品质优良的空调产品。为了保证产品的...
关于除湿机的几个小知识点

关于除湿机的几个小知识点

除湿机是什么?除湿机是一种向房间或区域直接提供经过处理的空气的设备,具有除湿功能。除湿机又称为抽湿机,一般分为家用(民用)除湿机和工业除湿机...
恒温恒湿空调机组的安装注意事项

恒温恒湿空调机组的安装注意事项

恒温恒湿空调机组安装事项  恒温恒湿空调机组组的安装是有很多注意事项的,正确安装才能够让它正常发挥作用,安装不当不但会影...