一种新型外置式车用柴油机颗粒物排放诊断方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及柴油发动机尾气颗粒物排放污染控制技术领域，特别是涉及一种新型外置式车用柴油机颗粒物排放诊断方法及装置。
【背景技术】
[0002]柴油机因其具有优良的动力性和燃油经济性等特点而得到广泛应用，但其引起的尾气污染问题日益严重。柴油机排放的主要污染物有2种:氮氧化物(Ν0Χ)和颗粒物(PM)。柴油机排放的颗粒物是大气环境中颗粒物污染物的主要贡献者。不仅造成了空气污染，而且还因大量可吸入致癌物质对人体健康造成危害。为此，各国均制定了严格的排放法规，以限制颗粒物的排放。
[0003]目前，针对降低柴油机颗粒物排放，有两种方式:机内净化和机外净化。机内净化，是通过调整喷油时刻、多次喷射等技术在发动机燃烧过程中实现降低柴油机颗粒物的排放；机外净化，是利用串联在排气管上的柴油机颗粒物捕集器(Diesel ParticulateFilter，DPF)收集排气中的颗粒物。无论是机内净化或是机外净化(DPF后处理系统)，都需要诊断柴油机颗粒物排放数值是否达到相应阶段的排放标准。
[0004]目前，国内外研究的颗粒物排放的诊断形式有:电化学方法、颗粒物热泳特性和电阻特性、颗粒物光学特性等。而且，基本上所有装置的采样和测量部分都是直接安装在排气管内，内部通常采用文丘里原理形成气-固二相流动。然而，柴油机排气管的实际环境是温度高、流速大，颗粒物粒径细小(大部分是20?30纳米左右)，几乎是紊流，颗粒物运动非常复杂。因此，会造成测量范围小，精度低。
[0005]因此，为了能够避免柴油机排气管内的恶劣环境和有效诊断测量颗粒物的排放，需要采取一种新型外置式车用柴油机颗粒物排放诊断方法及装置。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种新型外置式车用柴油机颗粒物排放诊断方法及装置。
[0007]为实现本发明的目的，本发明公开了一种新型外置式车用柴油机颗粒物排放诊断装置，其特征在于，包括控制单元(DCU)和与DCU相连接的传感器单元，所述传感器单元用于采集电流值，其包括电离极和信号极，所述电离极部分包裹有耐高温绝缘陶瓷管，所述耐高温绝缘陶瓷管部分包裹有绝缘密封胶和部分包裹有普通绝缘陶瓷管，所述普通陶瓷管、电离极和接地屏蔽外壳构成电离区，所述电离区通过电离区入口与采样通道相通，通过大气相通的孔与大气相通，所述采样通道通过排气采样口与排气管相通。
[0008]其中，所述电离极内置热电阻和K偶测温线。
[0009]相应地，本发明还提供了一种新型外置式车用柴油机颗粒物排放诊断方法，所述方法使用如权利要求1所述的装置，包括如下步骤:
[0010]步骤1.发动机排气在排气管与环境大气之间的压力差作用下，通过测量装置的采样口进入采样通道；
[0011]步骤2.排气中的颗粒物通过测量孔进入测量装置的静电电离区并荷电，从而使静电放电电流降低，该降低的电流值通过信号极被电控单元(DCU)采集；
[0012]步骤3.将电流值与初始放电电流的比值在标定好的MAP图中查询相应的颗粒物浓度值并输出。
[0013]其中，所述方法还包括如下步骤:电离极内置的热电阻通电加热，温度能够达到600-800度，使沉降的颗粒物通过导热和热辐射氧化成二氧化碳，实现装置的自清洁功能。
[0014]其中，所述方法还包括如下步骤:在每次柴油车启动前，所述装置因与环境大气实时相通，可以实现无排气颗粒物条件下的零点标定功能。
[0015]与现有技术相比，本发明的有益效果是:避免了柴油机排气管内的恶劣环境的影响，结构简单、精度高，测量范围大，能够有效诊断测量颗粒物排放，另外还可以自动标零点和自清洁。
【附图说明】
[0016]图1所示为本发明结构示意图；
[0017]图2所示为本发明传感器单元结构示意图；
[0018]图中:1-电离极，2-耐高温绝缘陶瓷管，3-信号极，4-绝缘密封胶，5-普通绝缘陶瓷管，6-接地屏蔽外壳，7-排气米样口，8-米样通道，9-大气相通的孔，10-电离区，11-电离区入口，12-排气管，13-控制单元(DCU)。
【具体实施方式】
[0019]以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0020]应当说明的是，本申请中所述的“连接”和用于表达“连接”的词语，如“相连接”、“相连”等，其既可以指代某一部件与另一部件直接连接，也可以指代某一部件通过其他部件与另一部件相连接。
[0021]如图1、图2所示，本发明实施例中提供了一种新型外置式车用柴油机颗粒物排放诊断装置，包括控制单元(DCU) 13和与DCU相连接的传感器单元，所述传感器单元用于采集电流值，其包括电离极1和信号极3，所述电离极部分包裹有耐高温绝缘陶瓷管2，所述耐高温绝缘陶瓷管2部分包裹有绝缘密封胶4和部分包裹有普通绝缘陶瓷管5，所述普通陶瓷管5、电离极1和接地屏蔽外壳6构成电离区10，所述电离区10通过电离区入口 11与采样通道8相通，通过大气相通的孔9与大气相通，所述采样通道8通过排气采样口 7与排气管12相通。
[0022]在优选实施例中，所述电离极1内置热电阻和K偶测温线。
[0023]相应地，本发明还提供了一种新型外置式车用柴油机颗粒物排放诊断方法，该方法使用上述的装置，使用时，发动机排气在排气管12与环境大气(大气相通的孔9)之间的压力差作用下，通过测量装置的排气采样口 7进入采样通道8 ;排气中的颗粒物在通道内流速逐渐降低，同时利用颗粒物-颗粒物和颗粒物-与接地的采样通道8内壁碰撞的相互作用，使之自身携带的电荷消除；然后颗粒物通过电离区入口 9进入测量装置的静电电离区10并荷电，从而使静电放电电流降低，该降低的电流值通过信号极3被电控单元(DCU) 13采集，再将其与初始放电电流的比值在标定好的MAP图中查询相应的颗粒物浓度值并输出。
[0024]在优选实施例中，测量装置工作一定时间后，在其电离极1和信号极3上会沉积一层颗粒物，为了保证测量精度和正常工作，电离极3内置的热电阻通电加热，温度由K偶测温线监测能够达到600-800度，使沉降的颗粒物通过导热和热辐射氧化成二氧化碳，实现装置的自清洁功能。
[0025]在优选实施例中，在每次柴油车启动前，测量装置因与环境大气(大气相通的孔9)实时相通，可以实现无排气颗粒物条件下的零点标定功能(初始放电电流，保证测量值有效和精度稳定。
[0026]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种新型外置式车用柴油机颗粒物排放诊断装置，其特征在于，包括控制单元(DCU)和与DCU相连接的传感器单元，所述传感器单元用于采集电流值，其包括电离极和信号极，所述电离极部分包裹有耐高温绝缘陶瓷管，所述耐高温绝缘陶瓷管部分包裹有绝缘密封胶和部分包裹有普通绝缘陶瓷管，所述普通陶瓷管、电离极和接地屏蔽外壳构成电离区，所述电离区通过电离区入口与采样通道相通，通过大气相通的孔与大气相通，所述采样通道通过排气采样口与排气管相通。2.根据权利要求1所述的新型外置式车用柴油机颗粒物排放诊断装置，其特征在于，所述电离极内置热电阻和K偶测温线。3.一种新型外置式车用柴油机颗粒物排放诊断方法，其特征在于，所述方法使用如权利要求1所述的装置，包括如下步骤: 步骤1.发动机排气在排气管与环境大气之间的压力差作用下，通过测量装置的采样口进入采样通道； 步骤2.排气中的颗粒物通过测量孔进入测量装置的静电电离区并荷电，从而使静电放电电流降低，该降低的电流值通过信号极被电控单元(DCU)采集； 步骤3.将电流值与初始放电电流的比值在标定好的MAP图中查询相应的颗粒物浓度值并输出。4.根据权利要求3所述的新型外置式车用柴油机颗粒物排放诊断方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤:电离极内置的热电阻通电加热，温度能够达到600-800度，使沉降的颗粒物通过导热和热辐射氧化成二氧化碳，实现装置的自清洁功能。5.根据权利要求3所述的新型外置式车用柴油机颗粒物排放诊断方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤:在每次柴油车启动前，所述装置因与环境大气实时相通，可以实现无排气颗粒物条件下的零点标定功能。
【专利摘要】本发明公开了一种新型外置式车用柴油机颗粒物排放诊断装置及方法，所述装置包括控制单元(DCU)和与DCU相连接的传感器单元，所述传感器单元用于采集电流值，其包括电离极和信号极，所述电离极部分包裹有耐高温绝缘陶瓷管，所述耐高温绝缘陶瓷管部分包裹有绝缘密封胶和部分包裹有普通绝缘陶瓷管，所述普通陶瓷管、电离极和接地屏蔽外壳构成电离区，所述电离区通过电离区入口与采样通道相通，通过大气相通的孔与大气相通，所述采样通道通过排气采样口与排气管相通。本发明避免了柴油机排气管内的恶劣环境的影响，结构简单、精度高，测量范围大，能够有效诊断测量颗粒物排放。
【IPC分类】F01N11/00
【公开号】CN105298608
【申请号】CN201510818430
【发明人】庞海龙, 资新运, 邓成林, 姚广涛, 徐正飞, 俞妍, 张卫锋, 张英锋, 王宏涛, 俞渭明
【申请人】中国人民解放军军事交通学院
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年11月23日