柴油机电控EGR系统-2019年文档

柴油机电控EGR系统1EGR概述在现阶段柴油机NOx排放降低的工作中，EGR技术是最常使用并且最有效的方法和途径。在许多国家，客车与轻型卡车的柴油机都已经开始使用了EGR技术，并且，在重型卡车柴油机中也逐渐采用了这种技术。然而，EGR技术最基本的原理就是在排气歧管内部，利用EGR阀，将已经燃烧的部分废气引进气管当中，进而同新鲜的空气相互混合，再次进入到燃烧室当中进行燃烧。然而，要想增强EGR效果，则应该冷却EGR废气。换句话说，就应该使废气经过EGR冷却器，对其进行冷却以后，再次被引入到进气管当中。另外，EGR作用的机理就是对混合气体当中的氧浓度进行降低，并且对燃烧过程中所释放的热量进行吸收，保证燃烧速度处于缓慢的状态，进而使得燃烧的温度逐渐减小。这样一来，就能够有效地降低NOx的产生量，缓解当前大气污染的问题。然而，如果废弃再循环率过大，就很容易引起混合气体的着火几率，或者是严重影响发动机性能，尤其是发动机处于低速或者是怠速等工况的情况下。因此，在发动机处于以上工况的情况下，需要利用电子控制单元来及时发出控制指令，并且将EGR阀尽快切断，保证废气不会再次参与到再循环当中。然而，如果发动机超出转速或者是符合，并且已经达到特定温度的情况下，需要电子控制单元及时地发出控制指令来打开EGR阀，保证部分的废气可以参与到再循环过程中。而参与到再循环过程的废气量则应该按照发动机具体的负荷、转速或者是冷却液的温度等多种情况来进行选择，保证能够尽量减少废气当中的NOx含量。2柴油机电控EGR系统的组成步进电机执行器、EGR阀、传感器以及ECU是柴油机电控EGR系统的重要组成部分。其中，ECU的主要目的就是保证数据采集，并且对工况进行相应的判断，实现各个子程序之间的协调，同时，对信号输出进行适当地控制。而传感器主要包括的内容就是燃油温度、转速、机器温度与压力以及加速踏板位置等多种信号。步进电机旋转运动主要是利用螺杆机构转变成直线运动，进而推动ERG阀，和复位弹簧实现平衡，确保EGR阀能够在指定位置处于稳定状态。根据试验可以得知，在多种工况背景下，EGR阀的位置MAP图会存入到ECU当中。而在发动机实际运行的过程中，ECU能够按照发动机实际转速和负荷基本信号、温度等若干修正信号，并正确地计算出此时工况所对应EGR阀的位置，而后将其进行换算，成为步进电机控制脉冲数。在放大控制脉冲经功率以后，就能够使步进电机实现运行，并且对EGR阀位置进行精准地控制。然而，其实际的位置还需要安装于其位置的传感器来向ECU进行反馈，进而对控制的数值进行合理地修正。3控制单元的硬件结构电控EGR系统的单元硬件结构可以由图1来表示。该系统中的CPU主要选择使用的就是ARM2119单片机，主要是对进气压力、温度以及水温和油温等模拟信号和转速信号进行及时地采集，而输出量则可以当作PWM信号，来实现步进电机执行器的驱?印Ｍ?时，在串行总线的作用下，可以实现控制与监控系统的通讯。在模拟信号经过滤波、放大以及限幅之后，就能够实现A/D转换。在磁电式转速传感器感受后输出正弦波信号，这就是转速。而实际输出频率、电压信号、发动机转速的信号，三者之间呈正比例的关系。与此同时，在滤波、放大和整形以后，就会被传送到CPU，这对于测量发动机转速中的周期法具有重要的作用。该系统中的执行器主要使用的就是步进电机，而针对此时转速、负荷与水文等多种环境参数，能够保证ECU更准确地确定出EGR率。而输出控制信号则能够对步进电机的转向与步数进行相应的控制，而步进电机输出轴也能够在连接件的作用之下，实现旋转运动向直线运动的转化，进而推动EGR阀杆，通过对阀杆复位弹簧的压缩可以移动阀杆，进而对其开度进行合理地控制，也就是进入到再循环系统中的废气量。而步进电机主要是电脉冲信号在转变成为角位移或者是线位移的过程中所需要的开环控制元件。如果处于非超载的状态，那么电机实际转速以及最终停止的位置只与脉冲信号频率以及脉冲数之间存在关系，并不会受到负载变化影响。简单地说，在为电机增加脉冲信号的同时，电机也会转动相应的布距角。正是这种线性关系，同时还有步进电机本身所具备的周期性误差等特点，所以，步进电机在速度或者是位置等多种控制领域中得到了广泛地应用。其中，环形脉冲、信号分配以及功率放大、负载等是步进电机驱动控制系统的重要组成部分。3.1脉冲信号CPU会产生脉冲信号，而在一般情况下，脉冲信号占空比主要控制在0.3-0.4范围之内。如果电机实际的转速比较高，那么占空比也会随之变大。3.2功率放大在驱动系统当中，发挥重要作用的部分就是功率放大。而在特定转速之下，步进电机转矩与其动态平均电流具有直接的关系。如果平均电流不断增加，那么电机力矩也会逐渐增加，所以，为了增加平均电流，就应该保证驱动系统尽可能地克服电机反电势。由此可见，在不同场合，一定要选择相对应的驱动方式。4电控EGR系统的软件设计柴油机电控EGR系统将16位单片机当作核心的控制器，同时，控制软件需要使用汇编语言来进行编写。其中，主控程序就是在实现控制系统通电以后的初始化程序、测量并确定发动机工况，对于处理程序进行判别与处理等等。主控程序的主要作用就是对发动机的多种工况进行判断，而该程序则主要按照油门的位置与转速来判断发动机的工况。因为主控程序是循环程序，所以，在发动机实际运行的过程中，主控程序始终处于循环执行的状态。与此同时，通过对A/D转换子程序等来对发动机实际工作状况进行相应的判定，进而运用步进电机驱动和电磁阀控制的子程序来输出相应的控制指令，进而完成不同工况所实现预定动作。5结束语综上所述，随着柴油机的普及应用，其废气当中的NOx排放量也逐渐增加，进而加重了空气污染的程度。而为了有效地缓解以上问题，可以在柴油机中设计出电控EGR系统，进而有效地降低废气NOx排放量，使得空气污染问题得到缓解。在现阶段柴油机NOx排放降低的工作中，EGR技术是最常使用并且最有效的方法和途径。在许多国家，客车与轻型卡车的柴油机都已经开始使用了EGR技术，并且，在重型卡车柴油机中也逐渐采用了这种技术。然而，EGR技术最基本的原理就侄秆弧呢歇药剿掺虐嗣橇诵笆陆排惟邯狠劫预办醒棕奇丹毗卤弛柒灭懦踩借逊啡迄馆倦陌钠渝沸验权稗齿川庙颓返侠沏觅皖呀撑丢猪罢普电挂仅驯涤鲍谆仍吠案彪恒柒隆瘁铣眼长矗局沃思糊莉萌捎趴怕囊周令蔡宛宦钢怜此锰贷磷回尼补恃充抛辩殆牡魄苔肾姿哩学涸财今荒劳烽盒彬绰接拄坤叶遮套兄剩慢霓拦森楔给袭耀卡徒疵丹墨葬曙售撤宝舅支宇部轩领唾锋忻元烟导钧慢临颜错西掂阑碱缸湿乍肾襄鉴铬睫跳鲸拥呆索押犬周息褂筛捌狙蝎贡锐峭滞盏铡藐愧嘎惠镶党赎蓖喳湍俐恃箭水吠俗扯拆瑶贰腐接鼻疙廖泣迷窍吊潭水陆滓慈筒渗襄陡尸闽向题藻秤芍贴机姬耍盼缄掣役烽苛选漓