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    关 键 词:
    EGR 测量 装置
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    摘要
    申请专利号:

    CN201010621134.7

    申请日:

    2010.12.24

    公开号:

    CN102182585A

    公开日:

    2011.09.14

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F02M 25/07申请日:20101224|||公开
    IPC分类号: F02M25/07 主分类号: F02M25/07
    申请人: 株式会社堀场制作所
    发明人: 吉村友志; 宫井优
    地址: 日本京都府
    优先权: 2009.12.25 JP 2009-295710
    专利代理机构: 北京信慧永光知识产权代理有限责任公司 11290 代理人: 李雪春;武玉琴
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201010621134.7

    授权公告号:

    102182585B||||||

    法律状态公告日:

    2014.12.10|||2012.12.05|||2011.09.14

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明的EGR率测量装置,包括:一对非分散型红外线气体分析仪,具备水分影响修正功能,能测量包含水分的气体中的CO2浓度;进气导入管道,与内燃机的进气管相连,把没有除去水分的进气的一部分导入一个非分散型红外线气体分析仪;排气导入管道,与内燃机的排气管相连,把没有除去水分的排气的一部分导入另一个非分散型红外线气体分析仪;以及温度调节机构,把全部的所述导入管道和非分散型红外线气体分析仪的温度保持为不产生冷凝的温度,此外把所述进气导入管道和排气导入管道的包括流道长度的结构设定成相等,因此提高了测量精度并实现了装置的小型化和省力化。

    权利要求书

    1: 一种 EGR 率测量装置, 其特征在于, 根据导入内燃机燃烧室的进气中的 CO2 浓度与从 燃烧室排出的排气中的 CO2 浓度, 测量所述内燃机的 EGR 率, 所述 EGR 率测量装置包括 : 一对非分散型红外线气体分析仪, 具有水分影响修正功能, 能够测量包含水分的气体 中的 CO2 浓度 ; 进气导入管道, 与所述内燃机的进气管相连, 把没有除去水分的所述进气的一部分导 入一个所述非分散型红外线气体分析仪 ; 排气导入管道, 与所述内燃机的排气管相连, 把没有除去水分的所述排气的一部分导 入另一个所述非分散型红外线气体分析仪 ; 以及 温度调节机构, 将全部的所述进气导入管道和所述排气导入管道以及所述非分散型红 外线气体分析仪的温度保持在不产生冷凝的温度, 并且使所述非分散型红外线气体分析仪 的温度高于所述进气导入管道和所述排气导入管道的温度。
    2: 根据权利要求 1 所述的 EGR 率测量装置, 其特征在于, 所述进气导入管道和所述排气 导入管道的包含流道长度的结构被设定成实质上相等。

    说明书


    EGR 率测量装置

        技术领域 本发明涉及一种 EGR 率测量装置, 该 EGR 率测量装置测量具有排气再循环系统 (EGR 系统 ) 的内燃机的 EGR 率, 即, 测量来自排气管的气体再循环量与也包括再循环量的进 气量的比率。
         背景技术 如图 4 所示, EGR 装置设置有连接内燃机 EG 的排气管 EXT 和进气管 INT 的循环通 路 R, 通过使排气回流成为进气, 来降低燃烧温度, 减少 NOx。此外, 如专利文献 1 所述, 公知 的有被称为 EGR 率的参数, 该 EGR 率是用于通过 EGR 阀 V 控制所述回流量, 使内燃机 EG 的 燃烧最优化的参数。
         所述 EGR 率是来自排气管 EXT 的气体再循环量与也包括再循环量的进气量的比 率。测量进气侧 CO2 浓度和排气侧 CO2 浓度, 根据所述测量值, 按照下式 (1) 可以计算出所 述 EGR 率。
         EGR = ([CO2]int-[CO2]amb)/([CO2]ext-[CO2]amb)… (1)
         EGR : EGR 率
         [CO2]int : 进气侧的 CO2 浓度
         [CO2]ext : 排气侧的 CO2 浓度
         [CO2]amb : 吸入新气 ( 大气 ) 中的 CO2 浓度
         其中, 如果忽略 [CO2]amb, 通过下式 (2) 也可以简单计算出 EGR 率。
         EGR = [CO2]int/[CO2]ext… (2)
         此时, 为了排除因水分对 CO2 浓度造成的干扰影响, 在从取样管道到 CO2 分析仪的 中途设置除湿器, 除去取样气体中的水分 ( 参照非专利文献 1)。
         专利文献 1 : 日本专利公开公报特开 2008-69690 号。
         非专利文献 1 : 发动机排放物测量手册 ( 山海堂 ) 第 132 页~第 133 页 ( エンジ ンエミツシヨン計测ハンドブツク ( 山海堂 )132 頁~ 133 頁 )。
         但是, 如果是上述结构, 则必须安装用于除湿的冷却器和用于与冷却器配套的配 管, 所以不仅会使装置大型化, 也会使从取样点到分析仪的配管的长度变长, 导致测量的 响应性恶化。因此, 在进气侧的 CO2 测量值与排气侧的 CO2 测量值之间容易产生暂态误差 (transient error), 对测量精度产生不良影响。此外, 由于气体中的 CO2 会溶入除湿时排 出的水分中, 所以会引起测量误差。
         发明内容 鉴于所述问题, 本发明的主要目的在于提供一种 EGR 率测量装置, 可以提高 EGR 率 的测量精度, 并且实现装置的小型化和省力化。
         即, 本发明的 EGR 率测量装置, 其特征在于, 根据导入内燃机燃烧室的进气中的 CO2 浓度与从燃烧室排出的排气中的 CO2 浓度, 测量所述内燃机的 EGR 率, 所述 EGR 率测量装置
         包括 : 一对非分散型红外线气体分析仪, 具有水分影响修正功能, 能够测量包含水分的气体 中的 CO2 浓度 ; 进气导入管道, 与所述内燃机的进气管相连, 把没有除去水分的所述进气的 一部分导入一个所述非分散型红外线气体分析仪 ; 排气导入管道, 与所述内燃机的排气管 相连, 把没有除去水分的所述排气的一部分导入另一个所述非分散型红外线气体分析仪 ; 以及温度调节机构, 将全部的所述进气导入管道和所述排气导入管道以及所述非分散型红 外线气体分析仪的温度保持在不产生冷凝的温度, 并且使所述非分散型红外线气体分析仪 的温度高于所述进气导入管道和所述排气导入管道的温度。
         此外, 为了即使在瞬态测量时也不用进行响应速度修正等, 就能够直接输出正确 的测量值, 优选的是 : 把所述进气导入管道和所述排气导入管道的包括流道长度的结构设 定成相等。
         按照本发明的所述结构, 由于对从取样点到分析仪的全程进行保温来防止冷凝, 所以不会产生因冷凝导致的 CO2 浓度的测量误差。此外, 在从进气管或排气管的取样点到 作为 CO2 浓度测量器的红外线气体分析仪的进气导入管道和排气导入管道上, 没有任何除 湿器和排水管等除水机构, 因此可以将所述流道长度尽可能地缩短, 并能提高响应性。
         其结果, 可以无暂态误差地获得同一时间的排气和进气的 CO2 浓度, 从而可以提高 EGR 率的测量精度。此外, 缩短流道长度除了有助于小型化和轻量化以外, 因为可以减小取 样流量, 所以可以减小泵容量等, 从而可以促进降低成本。
         另外, 如果只是单纯地提高温度, 则因出现各种成分等, 会造成在分析仪中产生污 垢, 但是, 在本发明中, 因为只把分析仪的温度设置成比其它部分的温度高, 所以可以避免 所述问题, 从而保证测量精度。附图说明
         图 1 是本发明一个实施方式的 EGR 率测量装置的整体示意图。
         图 2 是所述一个实施方式的装置框体的外观图。
         图 3 是所述一个实施方式的框体内的流体线路图。
         图 4 是表示 EGR 率测量方法的示意图。
         附图标记说明
         EG…内燃机
         F…燃烧室
         INT…进气管
         EXT…排气管
         100… EGR 率测量装置
         11、 12…非分散型红外线气体分析仪 ( 第一分析仪、 第二分析仪 )
         L1…进气导入管道
         L2…排气导入管道
         81a ~ 81c、 82a ~ 82c…温度调节机构 具体实施方式
         下面参照附图说明本发明的一个实施方式。如图 1 所示, 本实施方式的 EGR 率测量装置 100 根据导入内燃机 EG 的燃烧室 F 的 进气中的 CO2 浓度和从该燃烧室 F 排出的排气中的 CO2 浓度, 测量所述内燃机 EG 的 EGR 率。
         更详细地说, EGR 率测量装置 100 包括 : 测量所述进气中的 CO2 浓度的第一分析 仪 11 和测量排气中的 CO2 浓度的第二分析仪 12 ; 进气导入管道 L1, 与内燃机 EG 的进气管 INT 连接, 将进气的一部分导入所述第一分析仪 11 ; 排气导入管道 L2, 与内燃机 EG 的排气 管 EXT 连接, 将排气的一部分导入所述第二分析仪 12 ; 以及温度调节机构 81a ~ 81c、 82a ~ 82c, 将进气导入管道 L1、 排气导入管道 L2、 第一分析仪 11 及第二分析仪 12 的温度保持在 一定温度以上。
         下面对各部分进行说明。
         如图 1、 图 2、 图 3 所示, 第一分析仪 11 和第二分析仪 12 收容在呈长方体形的中空 框体 9 内。 此外, 第一分析仪 11 和第二分析仪 12 是非分散型红外线气体分析仪, 例如, 如日 本专利公开公报特开 2003-172700 号所示, 该非分散型红外线气体分析仪测量 CO、 CO2、 H2O 在各自的特征吸收带的吸光度, 对其结果进行水分干扰以及水分共存影响修正, 计算出 CO 和 CO2 浓度。第一分析仪 11 和第二分析仪 12 的特征在于, 即使对于含有水分的气体 ( 湿 气体 ), 也可以高精度地计算出 CO 和 CO2 的浓度。
         所述进气导入管道 L1 包括 : 配管 P1, 连接设置在所述进气管 INT 上的比进气管 INT 与循环通路 R 的连接点更靠下游的取样点 S1 与第一分析仪 11 ; 以及设置在配管 P1 上 的各种流体设备。
         所述配管 P1 包括 : 外部配管 P1a, 连接所述取样点 S1 与设置于框体 9 上的进气导 入口 91 ; 以及内部配管 P1b, 连接所述进气导入口 91 与第一分析仪 11。
         流体设备设置在所述内部配管 P1b 上, 并收容在框体 9 内。在此, 如图 3 所示, 从 上游开始依次设置有 : 开关阀 21、 除去气体内的油的除油过滤器 31、 调节器 41、 吸入泵 51、 过滤器 61 以及流量计 71。另外, 所述调节器 41 用于使吸入泵 51 的负荷稳定, 从而保持一 定的流量。
         排气导入管道 L2 具有与所述进气导入管道 L1 相同的结构。排气导入管道 L2 包 括: 配管 P2, 连接设置在排气管 EXT 上的比排气管 EXT 与循环通路 R 的连接点更靠上游的 取样点 S2 与第二分析仪 12 ; 以及设置在所述配管 P2 上的各种流体设备。
         与进气导入管道 L1 相同, 配管 P2 包括 : 外部配管 P2a, 连接所述取样点 S2 与设置 在框体 9 上的排气导入口 92 ; 以及内部配管 P2b, 连接所述排气导入口 92 与第二分析仪 12。
         与进气导入管道 L1 相同, 流体设备设置在所述内部配管上, 并收容在框体 9 内。 更 详细地讲, 所述流体设备从上游开始依次为 : 开关阀 22、 除油过滤器 32、 调节器 42、 吸入泵 52、 过滤器 62 以及流量计 72。
         此外, 在该实施方式中, 把进气导入管道 L1 与排气导入管道 L2 的内外配管的长度 及配管直径设置为相等, 此外, 也使各流体设备均等, 并使导入到第一分析仪 11、 第二分析 仪 12 的进气和排气的流量也大体相等。
         另外, 利用都具有加热器等的温度调节机构 81b、 81c、 82b、 82c 把所述配管 P1、 P2 的整个长度及流体设备 21 ~ 71、 22 ~ 72 保持为不产生水分冷凝的约 90℃的温度, 并且利 用温度调节机构 81a、 82a 也同样地把第一分析仪 11、 第二分析仪 12 保持为不产生冷凝的温 度。 另外, 第一分析仪 11、 第二分析仪 12 的温度与所述配管等的温度不同, 比所述配管等的温度略高, 约为 120℃。
         按照如上所述结构的 EGR 测量装置, 在从进气管 INT 和排气管 EXT 的取样点 S1、 S2 到 CO2 的第一分析仪 11、 第二分析仪 12 的进气导入管道 L1 和排气导入管道 L2 上, 由于 没有任何除湿器和排水管等除水机构, 所以可以使流路的长度尽可能地缩短, 保持良好的 响应性, 特别是可以提高在瞬态的 EGR 测量精度。此外, 按照如上所述结构的 EGR 测量装置 也有助于实现小型化、 轻量化和降低成本。
         另外, 由于把进气导入管道与排气导入管道的配管的长度及配管直径设置成大体 相等, 所以即使在瞬态测量时也不用进行响应速度修正, 就可以直接输出正确的测量值。
         此外, 如果在所述进气导入管道 L1、 排气导入管道 L2 的中途产生难以预料的冷 凝, 则 CO2 浓度发生变化, 难以正确地测量, 而在所述结构中, 由于对所述进气导入管道 L1、 排气导入管道 L2 的整个路径进行温度调节, 使得所述进气导入管道 L1、 排气导入管道 L2 不 产生冷凝, 所以不会产生所述不良情况。
         此外, 把第一分析仪 11、 第二分析仪 12 的温度设定成比在其它部分的温度稍高, 因此可以可靠地防止第一分析仪 11、 第二分析仪 12 产生污垢。
         另外, 本发明不限于所述实施方式, 在不脱离本发明主旨的范围内可以进行其它 各种变形。

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