发动机燃气混合均匀度的测量方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发动机燃气混合均匀度检测领域，特别涉及一种发动机燃气混合均匀度的测量方法及装置。
【背景技术】
[0002]发动机的有害排放物是造成大气污染的重要来源之一，其主要排气污染物为氮氧化物、碳氢化物和一氧化碳，随着车辆的增多，排气污染物对空气的污染程度加重，因此国家对发动机尾气污染物排放量的限制日趋严厉。目前在售的燃气发动机均满足国五排放法规的技术要求，随着发动机排放法规的日趋严厉，开发满足国六排放法规的燃气发动机成了当务之急，国六排放法规相对于国五排放法规对尾气中NOx(氮氧化物)排放量限制更加严格，采用当量燃烧+EGR(废气再循环系统)+后处理的技术路线进一步降低NOx排放量以满足国六排放法规要求。EGR(废气再循环系统)将一部分废气引起进气系统，与空气和燃气混合后进入气缸燃烧(燃气喷射方式为单点喷射，燃气先与空气混合，再与EGR废气混合)，由于废气中主要成分为高比热容的甲烷、乙烷或丙烷和水，从而降低了缸内燃烧温度，使NOx排放量进一步降低(缸内温度降低，生成NOx的化学反应速率变慢)。
[0003]进气系统中加入废气后，对发动机各个气缸燃烧稳定性，爆压和排温一致性有显著影响，因此需要采用一种装置和方法来测量进气系统中废气和空气燃气混合后的混合均匀度，以评价混合器混合均匀性，并给设计提供依据，使燃烧循环波动率、爆压和排温不均匀度控制在合理的范围。
[0004]进气系统中加入EGR废气后，会对混合器混合均匀性有一定的影响，目前主要通过采用燃烧分析仪采集各个气缸的爆压和指示平均压力，计算各个气缸的爆压和指示平均压力均匀度，根据各缸均均度评价混合器混合均匀性，但其只能判断发动机各缸之间的均匀性差异，无法分离出是各缸燃气均匀性差异还是EGR废气均匀性差异，无法根据燃气和EGR废气混合均匀度综合判断混合器混合均匀性，即无法判断是燃气混合器设计不合理还是EGR混合器设计不合理。本申请发明一种测量进气系统中EGR废气和燃气混合均匀度的装置和方法((该装置不仅可以测量EGR废气，也可以测量燃气成分)，判断EGR废气与空气和燃气混合后混合均匀度(EGR废气和燃气成分体积含量分布均匀度)，从而评价混合器混合均匀性。
[0005]公开于该【背景技术】部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种步骤简单合理的发动机燃气混合均匀度的测量方法及装置，该发动机燃气混合均匀度的测量方法通过测量燃气的甲烷、乙烷或丙烷在进气系统任一截面任一位置的浓度，根据甲烷、乙烷或丙烷在各个位置处的浓度计算其混合均匀度，根据该混合均匀度和差异判断混合器混合均匀性。
[0007]为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种发动机燃气混合均匀度的测量方法及装置，包括以下步骤:首先，分别测量的进气系统进气总管入口处的多个测点和多个进气歧管的气缸入口处的甲烷、乙烷或丙烷浓度;其次，计算进气总管入口处的各个测点的燃气均匀度和各个进气歧管的气缸入口处的燃气均匀度。
[0008]优选地，上述技术方案中，进气总管入口处的各个测点的燃气均匀度=1-(各个测点的甲烷、乙烷或丙烷浓度的测量值-多个测点甲烷、乙烷或丙烷浓度的平均值)/多个测点甲烷、乙烷或丙烷浓度的平均值。
[0009]优选地，上述技术方案中，各个进气歧管的气缸入口处的燃气均匀度=1-(各个进气歧管的气缸入口处的甲烷、乙烷或丙烷浓度的测量值-多个进气歧管的气缸入口处甲烷、乙烷或丙烷浓度的平均值)/多个进气歧管的气缸入口处甲烷、乙烷或丙烷浓度的平均值。
[0010]根据本发明的另一个方面，提供了一种发动机燃气混合均匀度的测量装置，包括:测头，其为多个，分别设置在进气系统进气总管入口处和多个进气歧管的气缸入口处的各个测点，用于采集进气总管入口处及多个进气歧管的混合气;转接管，其包括:连接端口、中间管和气体分析仪连接端口，所述连接端口为与所述测头对应的多个，各个连接端口均设置有第一切换开关;该连接端口的一端与中间管的侧面连通，另一端与所述测头连接来采集进气总管入口处及多个进气歧管的混合气;所述中间管的两端密封;所述气体分析仪连接端口的一端与中间管的侧面连通；以及气体分析仪，其与所述气体分析仪连接端口的另一端连接。
[0011]优选地，上述技术方案中，测头采用螺纹连接的方式安装在所述进气总管入口处和多个进气歧管的气缸入口处。
[0012]优选地，上述技术方案中，安装在进气总管入口处的所述测头为五个。
[0013]优选地，上述技术方案中，气体分析仪连接端口上设置有第二切换开关。
[0014]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:该发动机燃气混合均匀度的测量方法通过测量燃气的甲烷、乙烷或丙烷在进气系统任一截面任一位置的浓度，根据甲烷、乙烷或丙烷在各个位置处的浓度计算其混合均匀度，根据该混合均匀度和差异判断混合器混合均匀性。
【附图说明】
[0015]图1是本发明的发动机燃气混合均匀度的测量装置的示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0017]除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0018]根据本发明【具体实施方式】的发动机燃气混合均匀度的测量方法的具体步骤包括:
[0019]首先，分别测量的进气系统进气总管入口处的多个测点和多个进气歧管的气缸入口处的甲烷、乙烷或丙烷浓度；
[0020]发动机的进气系统包括:进气管、燃气混合器、EGR混合器、进气接管、进气总管和进气歧管，空气从进气管进入进气系统，分别在燃气混合器、EGR混合器内与燃气和EGR废气混合，混合气经进气接管、进气总管最后从多个进气歧管进气发动机各个气缸。
[0021]进行甲烷、乙烷或丙烷浓度测量的进气系统的截面可以选择在进气总管入口处和多个进气歧管的气缸入口处，在进气总管入口处设置深入进气总管的多个测点，多个测点采集进气总管入口处的混合气，经转接装置送入气体分析仪测量进气总管入口的甲烷、乙烷或丙烷浓度;在多个进气歧管的气缸入口处设置分别深入多个进气歧管的单个测点，单个测点采集多个进气歧管