缸压测量装置、发动机、车辆及预喷尿素的方法与流程

本发明属于发动机，具体涉及一种缸压测量装置、具有该种缸压测量装置的发动机、车辆以及利用该缸压测量装置测试的缸压进行预喷尿素的方法。

背景技术：

1、轻型柴油车(ldd)排放法规，从国5(cnⅴ)升级到国6b(cnⅵb)，nox排放限值下降了82.1％，nox排放呈现更严格趋势。

2、针对国ⅵ排放法规，轻型柴油车的nox排放一般采用如下处理方式：采用尿素喷嘴向scr或者sdpf前喷射尿素(scr：选择性催化还原装置，selectivecatalytic reduction的缩写；sdpf可概念性的理解为把scr和dpf的功能综合在一起的一种装置；dpf：柴油颗粒捕集器,是diesel particulate filter的缩写)，依靠尿素喷嘴喷出的液滴颗粒状的尿素[co(nh2)2]，在排气系统中热解生成二氧化碳(co2)和氨(nh3)，适量的氨(nh3)在scr或者sdpf内与nox发生反应，生成氮气和水，降低nox排放量。

3、氮氧化物(nox)自发动机排出到达排气系统的氮氧传感器位置时，尿素喷射系统根据氮氧传感器反馈的信号(nox的浓度信号)，开始喷射适量的尿素。

4、但是，这里还存在尿素喷射滞后的问题：

5、第一，由于氮氧传感器需要高于露点温度才能采集数据，冬季由于环境温度低，氮氧传感器需要在车辆启动20分钟左右才能正常工作；夏季时也需要几分钟，氮氧传感器才能工作。因此，在车辆实际启动后的一段时间内，检测不到发动机排出的氮氧化物(nox)，为了解决这个问题，行业内采用了一种根据经验估算的方法，在氮氧传感器实际开始工作之前，按照预先估计的氮氧化物(nox)浓度喷射尿素，会造成很大的不准确性。

6、第二，按预先估计的氮氧化物(nox)喷射尿素，过多的喷射尿素，会造成氨(nh3)逃逸，这不仅仅是浪费尿素，更重要的，氨(nh3)是刺激性气味的气体，是一种环境不友好气体，国ⅶ/欧ⅶ排放时，将会限制nh3的逃逸量；而少量的喷射尿素，则会造成氮氧化物(nox)逃逸，尾气排放将不合格。

7、因此，行业迫切的需要一种能够准确检测车辆初始启动的时间段内，nox的排放量，以准确喷射尿素。

技术实现思路

1、本发明实施例提供一种缸压测量装置、车辆及预喷尿素的方法，旨在解决现有氮氧传感器检测滞后，造成的车辆初始启动的时间内，无法准确喷射尿素的问题。

2、第一方面，本发明实施例提供一种缸压测量装置，包括：

3、承载座，具有安装孔及连通所述安装孔的通气口，所述通气口与气缸的燃烧室连通；

4、定位件，与所述安装孔插接配合；

5、导电板，所述定位件与所述安装孔的侧壁配合夹持所述导电板；以及

6、压电元件，设置于所述通气口内且与所述的导电板伸入所述安装孔的一端抵接。

7、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述定位件的侧面设有定位槽，所述导电板适配于所述定位槽内。

8、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述定位槽具有圆形定位部和长条形导向部，所述导电板具有抵接所述压电元件的接收部以及用于电信号输出的输出部，所述输出部伸出所述安装孔；所述接收部适配所述圆形定位部，所述输出部适配所述长条形导向部。

9、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述承载座的四周设有多个所述通气口，所述定位件的侧面设有多个所述定位槽，各所述定位槽与所述通气口一一对应。

10、结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述安装孔的一端设有止挡所述定位件的端板。

11、本发明提供的缸压测量装置，与现有技术相比，有益效果在于：通过压电元件直接采集气缸燃烧室内产生的气体压力，压电元件受到的气体压力产生电动势，电信号通过导电板输出，能够获得氮氧传感器实际开始工作之前，发动机启动后的一段时间内，发动机排出的气体压力，从而通过缸内气体压力，确定在该段时间内发动机排出的氮氧化物的排放量，从而能够根据氮氧化物的排放量，准确的确定需要喷射的尿素量，从而避免了盲目预估尿素喷射量，造成尿素喷射量不足导致部分氮氧化物排出，或尿素喷射量过剩造成氨气逃逸的问题。

12、第二方面，本发明实施例还提供了一种预喷尿素的方法，采用所述的缸压测量装置，所述方法包括：

13、获取发动机启动时气缸内的气体压力；

14、根据所述气体压力，确定向排气管内喷射的预喷尿素量。

15、结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

16、当所述发动机的启动到达预设时长时，根据所述预喷尿素量开启尿素喷射；其中，所述预设时长等于发动机启动的时长与尿素延时喷射时长之和。

17、结合第二方面，在一种可能的实现方式中，所述尿素延时喷射时长的计算公式为：

18、△t＝120×ρ×l×s÷m÷n

19、式中，△t为尿素延时喷射的时间，单位s；

20、ρ为发动机尾气nox的排气密度，单位g/ml；

21、l为排气门至氮氧传感器的排气路径长度，单位mm；

22、s为排气管的横截面积，单位mm2；

23、m为每个气缸循环的进气空气质量，单位g；

24、n为发动机启动时的转速，单位r/min。

25、本发明提供的预喷尿素的方法，发动机启动后的一段时间内，通过获得氮氧传感器实际开始工作之前，发动机气缸排出的气体压力，确定在该段时间内发动机排出的氮氧化物的排放量，并能够根据氮氧化物的排放量，准确的确定需要喷射的尿素量，从而避免了盲目预估尿素喷射量，而导致尿素量不足或过剩，导致的氮氧化物排出，或造成氨气逃逸的问题，从而保证氮氧化物的排放量符合国6b(cnⅵb)nox排放要求。

26、第三方面，本发明实施例还提供了一种发动机，包括所述的缸压测量装置。

27、第四方面，本发明实施例还提供了一种车辆，包括所述的发动机。

28、本发明提供的发动机及车辆，由于能够测得氮氧化物实际工作之前，气缸排放的氮氧化物的浓度，从而能够根据氮氧化物的排放量，准确喷射尿素量，保证氮氧化物的排放量符合国6b(cnⅵb)nox排放要求。

技术特征：

1.一种缸压测量装置，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的缸压测量装置，其特征在于，所述定位件(2)的侧面设有定位槽(21)，所述导电板(1)适配于所述定位槽(21)内。

3.如权利要求2所述的缸压测量装置，其特征在于，所述定位槽(21)具有圆形定位部和长条形导向部；所述导电板(1)具有抵接所述压电元件(4)的接收部(12)以及用于电信号输出的输出部(11)，所述输出部(11)伸出所述安装孔(32)；所述接收部(12)适配所述圆形定位部，所述输出部(11)适配所述长条形导向部。

4.如权利要求2所述的缸压测量装置，其特征在于，所述承载座(3)的四周设有多个所述通气口(31)，所述定位件(2)的侧面设有多个所述定位槽(21)，各所述定位槽(21)与所述通气口(31)一一对应。

5.如权利要求1所述的缸压测量装置，其特征在于，所述安装孔(32)的一端设有止挡所述定位件(2)的端板。

6.一种预喷尿素的方法，其特征在于，基于如权利要求1-5任一项所述的缸压测量装置，所述方法包括：

7.如权利要求6所述的预喷尿素的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.如权利要求7所述的预喷尿素的方法，其特征在于，所述尿素延时喷射时长的计算公式为：

9.一种发动机，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的缸压测量装置。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的发动机。

技术总结
本发明提供了一种缸压测量装置、发动机、车辆及预喷尿素的方法，属于发动机技术领域，包括承载座、定位件、压电元件以及导电板，承载座具有安装孔及连通安装孔的通气口，通气口与气缸的燃烧室连通；定位件与安装孔插接配合；定位件与安装孔的侧壁配合夹持导电板，压电元件设置于通气口内且与导电板伸入安装孔的一端抵接。本发明通过缸内气体压力，确定在氮氧传感器未工作的时间段内发动机排出的氮氧化物的排放量，并根据氮氧化物的排放量，准确的确定需要喷射的尿素量，从而避免了尿素量不足或过剩，造成部分氮氧化物排出，或造成氨气逃逸的问题，而不符合国6b(CNⅥb)NO<subgt;X</subgt;排放标准。

技术研发人员：赵振兴
受保护的技术使用者：长城汽车股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1