一种防止压气机上游混合气冷凝的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种防止压气机上游混合气冷凝的方法及装置，所述方法包括步骤：根据发动机的当前工况，计算水蒸气占比值，水蒸气占比值包括：第一水蒸气占比值、第二水蒸气占比值和第三水蒸气占比值，第一水蒸气占比值表征为再循环废气环境中水蒸气的占比χ

【技术实现步骤摘要】
一种防止压气机上游混合气冷凝的方法及装置
本专利技术涉及EGR
，特别涉及一种防止压气机上游混合气冷凝的方法及装置。
技术介绍
随着经济的发展，汽车行业也随之发展，汽车数量的增多也导致了一些问题，例如环境污染、能量枯竭等，尤其是环境的污染，每年，汽车的废气排放量很大，导致一定的环境污染。目前，在许多汽车制造商采用废气再循环(ExhaustGasReciruclation，简称EGR)技术，EGR技术是将采油机或汽油机中产生的废气一部分引出排气管，并通过一个控制阀、比如EGR阀将适量的废气引入进气管道中与新鲜空气混合，在进入燃料室参与燃烧的一个排放控制技术，由于废气中含有大量二氧化碳，二氧化碳不能燃烧但是能够吸收大量的热量，进而降低气缸中混合气的燃烧温度，从而减少NOx的生产量。但是，在汽车中采用包含EGR技术的增压发动机，其中，EGR技术分为高压EGR和低压EGR技术，低压EGR技术通常新鲜空气和经冷却的再循环废气在压气机上游混合，高压EGR技术通常新鲜空气和废气在进气歧管中混合，其中，在大气中的新鲜空气为未饱和的湿空气，温度一般在-40℃到40℃之间，然而由于再循环废气的主要成分为二氧化碳和水蒸气，经过冷却后的温度在100℃以上，当两种不同温度的新鲜空气和再循环废气进行混合时，高温气体会向低温气体进行热传递，混合后的气体温度处于两种源气体温度的中间。由热力学知识可知，当湿空气的温度低于饱和水蒸气压力对应的温度时，会出现水蒸气冷凝现象，温度继续降低，会有水滴出现。由此可知，经过再循环的高温废气与相对冷的新鲜空气混合，可能会出现冷凝现象。由于新鲜空气和再循环废气在压气机上游混合，发生冷凝后，水滴会加速进入压气机，对叶片产生损坏。因此上述问题是本领域技术人所亟需解决的。
技术实现思路
针对现有技术的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种防止压气机上游混合气冷凝的方法及装置，能够避免引入再循环废气导致在压气机上游出现冷凝现象。为了解决上述问题，本专利技术提供一种防止压气机上游混合气冷凝的方法，包括如下步骤：根据发动机的当前工况，计算水蒸气占比值，所述水蒸气占比值包括：第一水蒸气占比值、第二水蒸气占比值和第三水蒸气占比值，所述第一水蒸气占比值表征为再循环废气环境中水蒸气的占比χe，所述第二水蒸气占比值表征为大气环境中水蒸气的占比χa，所述第三水蒸气占比值为表征为压气机上游混合气环境中水蒸气占比值χm；根据所述水蒸气占比值，计算出EGR率的限制值；根据所述EGR率的限制值，对EGR率的目标值进行限制；根据限制后的所述EGR率的目标值，控制EGR的实际开合度，基于所述实际开合度获取EGR的实际流量；根据所述实际流量调整压气机中所述EGR率的限制值，以防止压气机冷凝现象的发生。进一步地，所述根据所述水蒸气占比值计算出EGR率的限制值的公式为：进一步地，所述第一水蒸气占比值的计算公式，通过判断空燃比λ的值是否大于预设值进行选择。进一步地，当所述空燃比λ的值不大于所述预设值，所述第一水蒸气占比值的计算公式为：其中，A为CO2的摩尔浓度；B为H2O的摩尔浓度；D为N2的摩尔浓度；F为CHn的摩尔浓度。进一步地，所述第一水蒸气占比值的计算公式中A值、B值、D值和F值的计算公式分别为：F＝1-λ其中，λ为空燃比，所述空燃比表征压气机中空气与燃料的质量比；n为碳氢比，所述碳氢比表征碳原子与氢原子的原子比；x为注入压气机内的空气中N2相对与O2的体积分数；y为注入压气机内的空气中CO2相对与O2的体积分数；z为注入压气机内的空气中水蒸气相对与O2的体积分数。进一步地，当所述空燃比λ的值大于所述预设值，所述第一水蒸气占比值的计算公式为：所述第一水蒸气占比值的计算公式为：其中，A为CO2的摩尔浓度；B为H2O的摩尔浓度；D为N2的摩尔浓度；E为O2的摩尔浓度。进一步地，所述第一水蒸气占比值的计算公式中A值、B值、D值和E值的计算公式分别为：其中，λ为空燃比，所述空燃比表征压气机中空气与燃料的质量比；n为碳氢比，所述碳氢比表征碳原子与氢原子的原子比；x为注入压气机内的空气中N2相对与O2的体积分数；y为注入压气机内的空气中CO2相对与O2的体积分数；z为注入压气机内的空气中水蒸气相对与O2的体积分数。进一步地，所述第二水蒸气占比值的计算公式为：其中，Pa为大气的压力；Ta为大气的温度；RHa为相对湿度；Ps(Ta)为大气环境的饱和水蒸气压力。进一步地，所述第三水蒸气占比值的计算公式为：其中，Pm为压气机上游混合气的压力；Tm为压气机上游混合气的温度；RHm为混合气的相对湿度；Psm(Tm)为压气机上游混合气的饱和水蒸气压力。本专利技术还提供一种防止压气机上游混合气冷凝的装置，包括：第一计算模块，用于根据发动机的当前工况，计算水蒸气占比值，所述水蒸气占比值包括：第一水蒸气占比值、第二水蒸气占比值和第三水蒸气占比值，所述第一水蒸气占比值表征为再循环废气环境中水蒸气的占比χe，所述第二水蒸气占比值表征为大气环境中水蒸气的占比χa，所述第三水蒸气占比值为表征为压气机上游混合气环境中水蒸气的占比χm；第二计算模块，用于根据所述水蒸气占比值，计算出EGR率的限制值；目标值限制模块，用于根据所述EGR率的限制值，对EGR率的目标值进行限制；实际流量获取模块，用于根根据限制后的所述EGR率的目标值，控制EGR的实际开合度，基于所述实际开合度获取EGR的实际流量；执行模块，用于根据所述实际流量调整压气机中所述EGR率的限制值，以防止压气机冷凝现象的发生。由于上述技术方案，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的一种防止压气机上游混合气冷凝的方法及装置，在发动机控制环节中通过大气环境参数以及压气机上游混合气的温度和压力，建立水蒸气占比值及对应的湿度与EGR率限值的关系式，通过控制水蒸气占比值及对应的湿度，控制EGR率限值，进而对EGR率的目标值进行，避免引入再循环废气导致在压气机上游出现冷凝现象。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图1是本专利技术实施例提供的防止压气机上游混合气冷凝的方法的流程图；图2是本专利技术实施例提供的步骤S104的流程图；图3是本专利技术实施例提供的防止压气机上游混合气冷凝的装置的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的实际流量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种防止压气机上游混合气冷凝的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n根据发动机的当前工况，计算水蒸气占比值，所述水蒸气占比值包括：第一水蒸气占比值、第二水蒸气占比值和第三水蒸气占比值，所述第一水蒸气占比值表征为再循环废气环境中水蒸气的占比χ

【技术特征摘要】
1.一种防止压气机上游混合气冷凝的方法，其特征在于，包括如下步骤：
根据发动机的当前工况，计算水蒸气占比值，所述水蒸气占比值包括：第一水蒸气占比值、第二水蒸气占比值和第三水蒸气占比值，所述第一水蒸气占比值表征为再循环废气环境中水蒸气的占比χe，所述第二水蒸气占比值表征为大气环境中水蒸气的占比χa，所述第三水蒸气占比值为表征为压气机上游混合气环境中水蒸气的占比χm；
根据所述水蒸气占比值，计算出EGR率的限制值；
根据所述EGR率的限制值，对EGR率的目标值进行限制；
根据限制后的所述EGR率的目标值，控制EGR的实际开合度，基于所述实际开合度获取EGR的实际流量；
根据所述实际流量调整压气机中所述EGR率的限制值，以防止压气机冷凝现象的发生。


2.根据权利要求1所述的一种防止压气机上游混合气冷凝的方法，其特征在于，所述根据所述水蒸气占比值计算出EGR率的限制值的公式为：





3.根据权利要求1所述的一种防止压气机上游混合气冷凝的方法，其特征在于，所述第一水蒸气占比值的计算公式，通过判断空燃比λ的值是否大于预设值进行选择。


4.根据权利要求3所述的一种防止压气机上游混合气冷凝的方法，其特征在于，当所述空燃比λ的值不大于所述预设值，所述第一水蒸气占比值的计算公式为：
其中，A为CO2的摩尔浓度；
B为H2O的摩尔浓度；
D为N2的摩尔浓度；
F为CHn的摩尔浓度。


5.根据权利要求4所述的一种防止压气机上游混合气冷凝的方法，其特征在于，所述第一水蒸气占比值的计算公式中A值、B值、D值和F值的计算公式分别为：









F＝1-λ
其中，λ为空燃比，所述空燃比表征压气机中空气与燃料的质量比；
n为碳氢比，所述碳氢比表征碳原子与氢原子的原子比；
x为注入压气机内的空气中N2相对与O2的体积分数；
y为注入压气机内的空气中CO2相对与O2的体积分数；
z为注入压气机内的空气中水蒸气相对与O2的体积分数。


6.根据权利要求3所述的一种防止压气机上游混合气冷凝的方法，其特征在于，当所述空燃比λ的值大于所述预设值，所述第一水蒸气占比值的计算公式为：所述第一水蒸气占比...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文将，刘义强，金昶明，钱鹏飞，
申请(专利权)人：浙江义利汽车零部件有限公司，浙江吉利控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33