一種缸內(nèi)直噴汽油機(jī)排氣微粒熱稀釋采樣系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于發(fā)動(dòng)機(jī)排放測試技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種缸內(nèi)直噴汽油機(jī)排氣微粒熱 稀釋采樣系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于汽油機(jī)保有量遠(yuǎn)大于柴油機(jī)，W及作為汽油機(jī)未來主要發(fā)展方向的缸內(nèi)直噴 汽油機(jī)微粒排放較高等兩方面原因，國際國內(nèi)開展了許多關(guān)于缸內(nèi)直噴汽油機(jī)微粒物排放 方面的研究，排放法規(guī)也對(duì)缸內(nèi)直噴汽油機(jī)微粒物排放做出了明確限制。
[0003] 該方面研究及測試首先需要滿足排放法規(guī)要求的專用微粒采樣系統(tǒng)。微粒采樣系 統(tǒng)最重要的參數(shù)是稀釋比和稀釋溫度，理想的微粒采樣系統(tǒng)應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)稀釋比和稀釋 溫度該兩個(gè)采樣過程關(guān)鍵參數(shù)的精確控制。而目前市場上的相關(guān)裝置沒有稀釋通道加熱裝 置及蒸發(fā)管等關(guān)鍵組件，僅能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)稀釋比的控制，忽略了對(duì)稀釋溫度的控制，同時(shí)沒有 配置相應(yīng)的電子控制單元，采用手動(dòng)調(diào)節(jié)的方式控制稀釋比，從而對(duì)稀釋比控制精度、整體 試驗(yàn)準(zhǔn)確度造成影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)只能手動(dòng)調(diào)節(jié)、稀釋比控制精度較差且無法控制稀釋溫度的不 足，本實(shí)用新型提供了一種缸內(nèi)直噴汽油機(jī)排氣微粒熱稀釋采樣系統(tǒng)。利用電子控制單元 及相關(guān)傳感器執(zhí)行器等，在對(duì)采樣過程稀釋比精確控制的基礎(chǔ)上，完成了對(duì)另一采樣過程 關(guān)鍵參數(shù)--稀釋溫度的精確控制，從而提高了相關(guān)試驗(yàn)的準(zhǔn)確性及試驗(yàn)可重復(fù)性等。
[0005] 本實(shí)用新型是采用W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，結(jié)合附圖：
[0006] 所述一種缸內(nèi)直噴汽油機(jī)排氣微粒熱稀釋采樣系統(tǒng)由分流多點(diǎn)采樣單元、一級(jí)熱 稀釋單元、揮發(fā)性粒子去除單元、二級(jí)稀釋冷卻單元、電子控制單元等模塊組成；具體包含 部件為禍輪機(jī)前取樣探頭（3)、禍輪機(jī)后取樣探頭巧）、粒譜分析儀取樣探頭（20)、文丘里 管樣本輸送管路巧）、禍輪機(jī)前取樣通路電磁閥（4)、禍輪機(jī)后取樣通路電磁閥化）、=通閥
[7] 、文丘里管巧）、空氣濾清器I(10)、空氣濾清器II(18)、風(fēng)機(jī)I(11)、風(fēng)機(jī)II(21)、一級(jí) 稀釋通道（13)、一級(jí)稀釋通道加熱器（12)、蒸發(fā)管（15)、蒸發(fā)管加熱器（14)、彎頭傳輸管 (16)、二級(jí)稀釋通道（17)、空氣流量控制閥（19)、抽氣累（22)、二氧化碳濃度傳感器I(26)、 二氧化碳濃度傳感器II(29)、溫度傳感器I(27)、溫度傳感器II(28)、電子控制單元（24)、 上位PC機(jī)（25)等。
[0007] 分流多點(diǎn)采樣單元由禍輪機(jī)前取樣探頭（3)、禍輪機(jī)后取樣探頭巧）、禍輪機(jī)前取 樣通路電磁閥（4)、禍輪機(jī)后取樣通路電磁閥化）、=通閥（7)、文丘里管樣本輸送管路巧） 組成；其中禍輪機(jī)前取樣探頭（3)和禍輪機(jī)后取樣探頭（5)取發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的部分流進(jìn)入 整個(gè)熱稀釋系統(tǒng)；禍輪機(jī)前取樣通路電磁閥（4)和禍輪機(jī)后取樣通路電磁閥化）由上位PC 機(jī)（25)通過電子控制單元（24)控制其開閉，選擇采樣點(diǎn)為發(fā)動(dòng)機(jī)禍輪機(jī)（2)前或者發(fā)動(dòng) 機(jī)禍輪機(jī)（2)后；=通閥（7)負(fù)責(zé)連接發(fā)動(dòng)機(jī)禍輪機(jī)（2)前后的取樣通路及文丘里管巧） 的抽氣通路。
[000引上述分流多點(diǎn)采樣單元各部件連接關(guān)系如下；禍輪機(jī)前取樣探頭（3)、禍輪機(jī)后 取樣探頭巧）的中屯、軸線與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管（1)的中屯、軸線平行，禍輪機(jī)前取樣探頭（3)和 禍輪機(jī)后取樣探頭巧）的入口面向氣流方向，取樣探頭及傳輸管內(nèi)徑為IOmm;禍輪機(jī)前取 樣探頭（3)的入口安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)禍輪機(jī)（2)前側(cè)，出口與禍輪機(jī)前取樣通路電磁閥（4)連 接，之后與=通閥（7)上端口通過法蘭連接；禍輪機(jī)后取樣探頭（5)安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)禍輪機(jī) (2)后側(cè)，后方與禍輪機(jī)后取樣通路電磁閥（6)連接，之后與=通閥（7)下端口通過法蘭連 接。
[0009] 一級(jí)熱稀釋單元由風(fēng)機(jī)I(11)、空氣濾清器I(10)、文丘里管巧）、文丘里管樣本輸 送管路巧）、一級(jí)稀釋通道（13)、一級(jí)稀釋通道加熱器（12)組成；其中文丘里管樣本輸送 管路（8)將來自=通閥（7)的廢氣導(dǎo)入文丘里管（9)抽氣口；文丘里管（9)抽取廢氣并將 其導(dǎo)入一級(jí)稀釋通道（13);風(fēng)機(jī)I(11)向一級(jí)稀釋通道（13)中送入新鮮空氣；空氣濾清器 1(10)將風(fēng)機(jī)I(11)抽取的空氣進(jìn)行過濾；一級(jí)稀釋通道（13)提供新鮮空氣與樣本廢氣混 合稀釋的容腔；一級(jí)稀釋通道加熱器（12)配合溫度傳感器I(27)、電子控制單元（24)、上位 PC機(jī)（25)等，在廢氣一級(jí)稀釋過程中，對(duì)整個(gè)稀釋過程進(jìn)行溫度控制，其溫度調(diào)節(jié)范圍為 20攝氏度至300攝氏度。
[0010] 上述一級(jí)熱稀釋單元各部件連接關(guān)系如下：文丘里管樣本輸送管路（8)入口與= 通閥（7)出口通過法蘭連接，文丘里管樣本輸送管路巧）出口與文丘里管巧）的抽氣口通 過焊接方式連接；風(fēng)機(jī)1(11)的出風(fēng)口與空氣濾清器1(10)的入口通過法蘭連接，空氣濾清 器1(10)的出口通過法蘭與文丘里管巧）的入口相連，文丘里管巧）的出口通過法蘭與一 級(jí)稀釋通道（13)的入口相連，風(fēng)機(jī)I(11)、空氣濾清器I(10)、文丘里管巧）、一級(jí)稀釋通道 (13)的軸線重合；一級(jí)稀釋通道加熱器（12)由九組鑄侶加熱器并聯(lián)構(gòu)成，每一組鑄侶加熱 器由兩塊半圓套型鑄侶加熱器通過螺栓連接構(gòu)成，在所述一級(jí)熱稀釋系統(tǒng)中，分別將九組 半圓套型鑄侶加熱器構(gòu)成的完整圓套通過螺栓固定于一級(jí)稀釋通道（13)外側(cè)，且保證緊 密貼合。
[0011] 揮發(fā)性粒子去除單元由蒸發(fā)管（15)、蒸發(fā)管加熱器（14)組成；其中蒸發(fā)管（15) 的作用是提供給經(jīng)一級(jí)熱稀釋系統(tǒng)稀釋過的樣本氣體一個(gè)蒸發(fā)容腔，用W去除樣本氣體中 的揮發(fā)性、半揮發(fā)性組分，W免對(duì)使測量結(jié)果產(chǎn)生誤差；蒸發(fā)管加熱器（14)配合溫度傳感 器II(28)、電子控制單元（24)、上位PC機(jī)（25)等，樣本氣體揮發(fā)性組分去除過程中，對(duì)整 個(gè)蒸發(fā)過程進(jìn)行溫度控制，其溫度調(diào)節(jié)范圍為20攝氏度至500攝氏度。
[0012] 上述揮發(fā)性粒子去除單元各部件連接關(guān)系如下；蒸發(fā)管（15)入口與一級(jí)稀釋通 道（13)出口之間通過傳輸管密封連接；蒸發(fā)管加熱器（14)由兩組鑄銅加熱器并聯(lián)構(gòu)成，每 一組鑄銅加熱器由兩塊半圓套型鑄銅加熱器通過螺栓連接構(gòu)成，在所述揮發(fā)性粒子去除系 統(tǒng)中，分別將兩組半圓套型鑄銅加熱器構(gòu)成的完整圓套通過螺栓固定于蒸發(fā)管（15)外側(cè)， 且保證緊密貼合。
[0013] 二級(jí)稀釋冷卻單元由彎頭傳輸管（16)、空氣濾清器11(18)、空氣流量控制閥 (19)、二級(jí)稀釋通道（17)、粒譜分析儀取樣探頭（20)、抽氣累（22)、風(fēng)機(jī)II(21)等部件組 成；其中彎頭傳輸管（16)將通過揮發(fā)性粒子去除系統(tǒng)的樣本氣體引入二級(jí)稀釋通道（17); 空氣濾清器II(18)提前將進(jìn)入二級(jí)稀釋通道（17)的空氣進(jìn)行過濾；空氣流量控制閥（19) 與電子控制單元（24)、上位PC機(jī)（25)、二氧化碳濃度傳感器I(26)、二氧化碳濃度傳感器 11(29)配合，對(duì)進(jìn)入二級(jí)稀釋通道（17)的空氣流量進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)稀釋比的控制， 其自帶位置反饋電壓信號(hào)；二級(jí)稀釋通道（17)提供一個(gè)來自揮發(fā)性粒子去除系統(tǒng)的樣本 氣體與空氣進(jìn)行二次稀釋的容腔，樣本氣體在此容腔中完成稀釋W(xué)增大稀釋比調(diào)節(jié)范圍、 完成冷卻W滿足粒譜分析儀（23)對(duì)樣本氣體的溫度要求；粒譜分析儀取樣探頭（20)與抽 氣累（22)配合將經(jīng)過兩級(jí)稀釋后的樣本氣體引入粒譜分析儀（23);風(fēng)機(jī)II(21)用于提供 二級(jí)稀釋通道（17)內(nèi)空氣運(yùn)動(dòng)動(dòng)能。
[0014] 上述二級(jí)稀釋冷卻單元各部件連接關(guān)系如下；二級(jí)稀釋通道（17)通過彎頭傳輸 管（16)與蒸發(fā)管（巧）密封連接誼氣濾清器II(18)、空氣流量控制閥（19)、二級(jí)稀釋通道 (17)、風(fēng)機(jī)II(21)等依次通過法蘭連接；彎頭傳輸管（16)的出口背向稀釋空氣流動(dòng)方向安 裝，且安裝在距離樣本氣體下游出口大約15倍管道直徑的地方，彎頭傳輸管（16)尾部中屯、 軸與二級(jí)稀釋通道（17)中屯、軸平行；粒譜分析儀取樣探頭（20)的入口面向稀釋空氣流動(dòng) 方向安裝，且安裝在距離樣本氣體上游進(jìn)口大約15倍管道直徑的地方，探頭前段的中