發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量測(cè)量裝置及發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于氣體流量測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量測(cè)量裝置及發(fā)動(dòng)機(jī) 系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著機(jī)動(dòng)車發(fā)動(dòng)機(jī)排放法規(guī)的升級(jí)，迫切需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣過(guò)程進(jìn)行精確控 制。目前，在發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)中，主要是基于發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量進(jìn)行閉環(huán)控制。為了對(duì)發(fā)動(dòng) 機(jī)進(jìn)行精確控制，需要準(zhǔn)確測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量。
[0003] 現(xiàn)在主要使用熱膜式空氣流量計(jì)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣流量。熱膜式空氣流量計(jì)利用 惠斯通電橋進(jìn)行流量檢測(cè)，具體的：當(dāng)空氣流過(guò)作為惠斯通電橋一臂的溫度補(bǔ)償電阻和熱 敏電阻時(shí)，使得惠斯通電橋失去平衡，之后為了使惠斯通電橋重新平衡，電路就增加通過(guò)熱 敏電阻的電流，從而使得采樣電阻上的電壓值增大，空氣流量的大小與采樣電阻上的電壓 值成正比。
[0004] 但是，熱膜式空氣流量計(jì)只有在氣流很穩(wěn)定時(shí)才能準(zhǔn)確測(cè)量氣流的流量，因此熱 膜式空氣流量計(jì)對(duì)管路的布置要求很高，當(dāng)管路布置出現(xiàn)偏差時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致流量監(jiān)測(cè)出現(xiàn) 很大偏差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量測(cè)量裝置，該測(cè)量裝置對(duì) 管路布置要求較低，并且具有較高的檢測(cè)精度。本發(fā)明還公開(kāi)包含該測(cè)量裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)系 統(tǒng)。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0007] 本發(fā)明公開(kāi)一種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量測(cè)量裝置，包括：
[0008] 文丘里管，所述文丘里管串聯(lián)在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管路中；
[0009] 安裝于所述文丘里管上的檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置檢測(cè)所述文丘里管的入口處的 壓力、所述文丘里管的喉口處的壓力，以及所述文丘里管的入口處的溫度，或者檢測(cè)所述文 丘里管的入口處的壓力、所述文丘里管的入口處和喉口處的壓力差，以及所述文丘里管的 入口處的溫度，利用以下公式計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)所述文丘里管的氣體質(zhì)量；
[0010]
V1 - P 1 1 …*
[0011] 其中
1為單位時(shí)間內(nèi)通 過(guò)所述文丘里管的氣體質(zhì)量，C為流出系數(shù)，β為所述文丘里管的喉口直徑與入口直徑之 比，ε為所述文丘里管的膨脹系數(shù)，d為所述文丘里管的喉口直徑，Λ P為所述文丘里管的 入口處和喉口處的壓力差，Pl為所述文丘里管的入口處的壓力，R為廢氣常量，Tl為所述文 丘里管的入口處的溫度，k為等熵函數(shù)，τ為所述文丘里管的喉口處的絕對(duì)靜壓和入口處 的絕對(duì)靜壓之比。
[0012] 優(yōu)選的，上述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量測(cè)量裝置中，所述文丘里管安裝于壓氣機(jī)和中冷器 之間。
[0013] 優(yōu)選的，上述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量測(cè)量裝置中，所述文丘里管安裝于中冷器和節(jié)流閥 之間。
[0014] 優(yōu)選的，上述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量測(cè)量裝置中，所述文丘里管安裝于節(jié)流閥和發(fā)動(dòng)機(jī) 的進(jìn)氣口之間。
[0015] 優(yōu)選的，上述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量測(cè)量裝置中，所述檢測(cè)裝置包括第一壓力傳感器、第 二壓力傳感器、溫度傳感器和處理器；
[0016] 所述第一壓力傳感器的探頭設(shè)置于所述文丘里管的入口處，所述第一壓力傳感器 用于檢測(cè)所述文丘里管的入口處的壓力；
[0017] 所述第二壓力傳感器的探頭設(shè)置于所述文丘里管的喉口處，所述第二壓力傳感器 用于檢測(cè)所述文丘里管的喉口處的壓力；
[0018] 所述溫度傳感器的探頭設(shè)置于所述文丘里管的入口處，所述溫度傳感器用于檢測(cè) 所述文丘里管的入口處的溫度；
[0019] 所述處理器分別與所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器以及所述溫度傳感器連 接，所述處理器利用所述文丘里管的入口處的壓力、喉口處的壓力以及入口處的溫度，計(jì)算 單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)所述文丘里管的氣體質(zhì)量。
[0020] 優(yōu)選的，上述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量測(cè)量裝置中，所述處理器通過(guò)CAN總線與機(jī)動(dòng)車的 電子控制單元連接，所述處理器通過(guò)CAN總線將計(jì)算出的氣體質(zhì)量發(fā)送至所述電子控制單 J L 〇
[0021] 優(yōu)選的，上述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量測(cè)量裝置中，所述檢測(cè)裝置包括集成式文丘里流量 傳感器；
[0022] 所述集成式文丘里傳感器的文丘里管入口壓力檢測(cè)端設(shè)置于所述文丘里管的入 口處，用于檢測(cè)所述文丘里管的入口處的壓力；
[0023] 所述集成式文丘里傳感器的文丘里管喉口壓力檢測(cè)端設(shè)置于所述文丘里管的喉 口處，用于檢測(cè)所述文丘里管的喉口處的壓力；
[0024] 所述集成式文丘里傳感器的文丘里管入口溫度檢測(cè)端設(shè)置于所述文丘里管的入 口處，用于檢測(cè)所述文丘里管的入口處的溫度；
[0025] 所述集成式文丘里流量傳感器利用所述文丘里管的入口處的壓力、喉口處的壓力 以及入口處的溫度，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)所述文丘里管的氣體質(zhì)量。
[0026] 優(yōu)選的，上述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量測(cè)量裝置中，所述集成式文丘里流量傳感器通過(guò)CAN 總線與機(jī)動(dòng)車的電子控制單元連接，所述集成式文丘里傳感器將計(jì)算出的氣體質(zhì)量發(fā)送至 所述電子控制單元。
[0027] 優(yōu)選的，上述發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量測(cè)量裝置中，所述檢測(cè)裝置包括壓力傳感器、壓差傳 感器、溫度傳感器和處理器；
[0028] 所述壓力傳感器的探頭設(shè)置于所述文丘里管的入口處，所述壓力傳感器用于檢測(cè) 所述文丘里管的入口處的壓力；
[0029] 所述壓差傳感器的一個(gè)探頭設(shè)置于所述文丘里管的入口處、另一個(gè)探頭設(shè)置于所 述文丘里管的喉口處，所述壓差傳感器用于檢測(cè)所述文丘里管的入口處和喉口處的壓力 差；
[0030] 所述溫度傳感器的探頭設(shè)置于所述文丘里管的入口處，所述溫度傳感器用于檢測(cè) 所述文丘里管的入口處的溫度；
[0031] 所述處理器分別與所述壓力傳感器、所述壓差傳感器以及所述溫度傳感器連接， 所述處理器利用所述文丘里管的入口處的壓力、所述文丘里管的入口處和喉口處的壓力差 以及入口處的溫度，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)所述文丘里管的氣體質(zhì)量。
[0032] 本發(fā)明還公開(kāi)一種發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)，并且在所述發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管路上設(shè) 置有上述任意一種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量測(cè)量裝置。
[0033] 由此可見(jiàn)：本發(fā)明公開(kāi)的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量測(cè)量裝置，在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管路上串聯(lián) 文丘里管，檢測(cè)裝置檢測(cè)文丘里管入口處的壓力和溫度，以及喉口處的壓力或者入口處和 喉口處的壓力差，之后利用文丘里管入口處的壓力、入口處和喉口處的壓力差、入口處的溫 度以及文丘里管自身參數(shù)，就可以確定單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)文丘里管的氣體質(zhì)量，從而確定發(fā) 動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣流量。本發(fā)明公開(kāi)的測(cè)量裝置，只需要檢測(cè)文丘里管入口處的壓力和溫度，以及 喉口處的壓力或者入口處和喉口處的壓力差，就可以確定發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣流量，由于壓力檢 測(cè)和溫度檢測(cè)對(duì)氣流變化的敏感性很低，即便氣流不穩(wěn)定仍能準(zhǔn)確地檢測(cè)溫度和壓力，因 此本發(fā)明公開(kāi)的測(cè)量裝置對(duì)管路結(jié)構(gòu)的敏感性很低，也就是該測(cè)量裝置對(duì)管路布置要求很 低，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管路發(fā)生變化時(shí)，仍能準(zhǔn)確測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣流量。另外，由于本發(fā)明 公開(kāi)的測(cè)量裝置對(duì)管路布置要求很低，因此能夠降低整車布置的難度。
[0034] 本發(fā)明公開(kāi)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，包括上述的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量測(cè)量裝置，對(duì)管路布置要 求很低，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管路發(fā)生變化時(shí)，仍能準(zhǔn)確測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣流量。因此，采用本 發(fā)明公開(kāi)的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，能夠降低整車布置的難度。
【附圖說(shuō)明】
[0035] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù) 提供的附圖獲得其他的附圖。
[0036] 圖1為本發(fā)明公開(kāi)的一種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037] 圖2為本發(fā)明中文丘里管的一種安裝位置示意圖；
[0038] 圖3為本發(fā)明中文丘里管的另一種安裝位置示意圖；
[0039] 圖4為本發(fā)明中文丘里管的另一種安裝位置示意圖；
[0040] 圖5為本發(fā)明公開(kāi)的另一種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041] 圖6為本發(fā)明公開(kāi)的另一種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042] 圖7為本發(fā)明公開(kāi)的另一種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043] 圖8為本發(fā)明公開(kāi)的另一種發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣流量測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。