本實(shí)用新型涉及內(nèi)燃機(jī)排放控制領(lǐng)域，尤其是一種模擬DPF失效的診斷裝置。

背景技術(shù)：

柴油機(jī)具有熱效率高、燃油經(jīng)濟(jì)性好、轉(zhuǎn)矩特性好、低排放、可靠性高、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，正逐漸成為車輛的主要?jiǎng)恿?。柴油機(jī)排氣中的主要污染物是氮氧化物和微粒，尤其是微粒排放，其對(duì)人體具有很大危害。柴油機(jī)微粒捕集技術(shù)是目前國際上公認(rèn)的最為有效的柴油機(jī)排氣微粒后處理技術(shù)，也是目前國際上商用前景最好的排氣微粒后處理技術(shù)。

目前應(yīng)用最廣的顆粒物步集器(Diesel Particulate Filter，DPF)類型是壁流式蜂窩陶瓷過濾體，在載體的出入口端面上布滿很多沿軸向相互平行的窄小孔道，相鄰孔道之間有多孔介質(zhì)壁相連，各個(gè)孔道的入口和出口兩端交替封堵，尾氣流經(jīng)多孔壁面時(shí)，PM被捕集到多孔壁面內(nèi)或沉積在壁面上。然而當(dāng)DPF內(nèi)部積聚的顆粒物不斷增多，會(huì)引起柴油機(jī)排氣背壓過高，從而影響柴油機(jī)的性能，因此需要對(duì)DPF進(jìn)行再生。但是再生溫度過高、溫度梯度過大會(huì)引起燒熔、燒裂，同時(shí)機(jī)械振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致DPF結(jié)構(gòu)損壞，并且再生不完全或者再生失敗會(huì)引起DPF堵塞等問題，因此需要對(duì)DPF進(jìn)行失效診斷。

常規(guī)模擬DPF失效的診斷方法為：在DPF兩端安裝壓差傳感器，根據(jù)DPF兩端的壓差的變化判斷失效程度。

常規(guī)模擬DPF失效的診斷裝置是基于DPF壓差來診斷失效程度的，其主要缺陷在于不能直接測(cè)量PM排放，也不能有效檢測(cè)DPF的不同失效模式。此外，排氣背壓本身是一個(gè)脈動(dòng)信號(hào)，利用壓差傳感器在各種工作環(huán)境準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)排氣壓力難度很大，其結(jié)果不夠準(zhǔn)確。因此，基于壓差的DPF失效診斷方法將難以滿足愈發(fā)嚴(yán)格的OBD標(biāo)準(zhǔn)，需要用傳感器直接測(cè)量排氣管內(nèi)的顆粒物濃度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本實(shí)用新型提供了一種模擬DPF失效的診斷裝置，旨在解決傳統(tǒng)模擬DPF失效診斷時(shí)不可直接測(cè)量排氣管內(nèi)的顆粒物濃度、測(cè)量精度差以及不能檢測(cè)DPF不同失效模式等問題。

本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。

一種模擬DPF失效的診斷裝置，包括與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管連通的第一質(zhì)量流量計(jì)，在發(fā)動(dòng)機(jī)與第一質(zhì)量流量計(jì)之間的排氣管上依次設(shè)有第一熱電偶溫度傳感器和第一顆粒物傳感器裝置；所述第一質(zhì)量流量計(jì)與第一流量調(diào)節(jié)閥連通，所述第一流量調(diào)節(jié)閥與DPF進(jìn)氣口接通，所述DPF出氣口排氣管上依次設(shè)有第二熱電偶溫度傳感器和第二顆粒物傳感器裝置，還包括與所述第一流量調(diào)節(jié)閥和DPF并聯(lián)連接的旁通管。

優(yōu)選地，所述旁通管前端固定連接在位于第一質(zhì)量流量計(jì)和第一流量調(diào)節(jié)閥之間的排氣管，中間依次連通第二流量調(diào)節(jié)閥和第二質(zhì)量流量計(jì)，后端與DPF的出氣口端的排氣管道連接；

優(yōu)選地，所述第一顆粒物傳感器裝置包括與排氣管連通的第一穩(wěn)流盒、與所述第一穩(wěn)流盒連通的第一抽氣泵和與第一抽氣泵連通的第一顆粒物傳感器；

優(yōu)選地，所述第二顆粒物傳感器裝置包括與排氣管連通的第二穩(wěn)流盒、與所述第二穩(wěn)流盒連通的第二抽氣泵和與第二抽氣泵連通的第二顆粒物傳感器；

優(yōu)選地，所述第一顆粒物傳感器裝置通過螺紋接口安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上。

優(yōu)選地，所述第二顆粒物傳感器裝置通過螺紋接口安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上。

優(yōu)選地，所述第一顆粒物傳感器和第二顆粒物傳感器采用漏電流式顆粒物傳感器。

本實(shí)用新型取消了常規(guī)在DPF兩端安裝壓差傳感器的診斷方式，分別在DPF上下游安裝顆粒物傳感器，并通過控制旁通管的氣體流量來模擬DPF失效程度，從而達(dá)到直接測(cè)量不同失效狀態(tài)下的PM濃度以及模擬DPF失效診斷功能的目的。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.本實(shí)用新型通過在顆粒物傳感器前加裝穩(wěn)流盒和抽氣泵，消除脈動(dòng)氣流，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)流測(cè)量顆粒物濃度，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確。

2.在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管上和旁通管上均設(shè)有流量計(jì)，通過兩個(gè)流量計(jì)的讀數(shù)可以得到具體的廢氣泄漏量，結(jié)果精確，避免了常規(guī)診斷方法的不準(zhǔn)確性。

3.本實(shí)用新型在DPF上下游安裝顆粒物傳感器裝置，可以直接測(cè)量PM的濃度，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，誤差較小。通過記錄不同工況和旁通流量下第一顆粒物傳感器和第二顆粒物傳感器的輸出電壓變化規(guī)律，分析并確定DPF完全失效狀態(tài)時(shí)第二顆粒物傳感器輸出的極限值，實(shí)現(xiàn)模擬DPF失效的診斷功能。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型所述的模擬DPF失效的診斷裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型在發(fā)動(dòng)機(jī)2200轉(zhuǎn)每分時(shí)測(cè)得的顆粒物傳感器輸出電壓隨時(shí)間變化的曲線。

其中，1.第一熱電偶溫度傳感器；2.第一質(zhì)量流量計(jì)；3.第一流量調(diào)節(jié)閥；4.DPF；5.第二流量調(diào)節(jié)閥；6.第二質(zhì)量流量計(jì)；7.第二熱電偶溫度傳感器；8.第一穩(wěn)流盒；9.第一抽氣泵；10.第一顆粒物傳感器；11.第二穩(wěn)流盒；12.第二抽氣泵；13.第二顆粒物傳感器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于此。

如圖1所示，一種模擬DPF失效的診斷裝置，包括與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管連通的第一質(zhì)量流量計(jì)2，在發(fā)動(dòng)機(jī)與第一質(zhì)量流量計(jì)2之間的排氣管上依次設(shè)有第一熱電偶溫度傳感器1和第一顆粒物傳感器裝置；所述第一顆粒物傳感器裝置包括與排氣管連通的第一穩(wěn)流盒8、與所述第一穩(wěn)流盒8連通的第一抽氣泵9和與第一抽氣泵9連通的第一顆粒物傳感器10；所述第一質(zhì)量流量計(jì)2與第一流量調(diào)節(jié)閥3連通，所述第一流量調(diào)節(jié)閥3與DPF4進(jìn)氣口接通，所述DPF4出氣口排氣管上依次設(shè)有第二熱電偶溫度傳感器7和第二顆粒物傳感器裝置，所述第二顆粒物傳感器裝置包括與排氣管連通第二穩(wěn)流盒11、與所述第二穩(wěn)流盒11連通的第二抽氣泵12和與第二抽氣泵12的第二顆粒物傳感器13；所述第一穩(wěn)流盒8、第一抽氣泵9、第二穩(wěn)流盒11、第二抽氣泵12用于消除脈動(dòng)氣流，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)流狀態(tài)下測(cè)量顆粒物濃度，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確。所述第一熱電偶溫度傳感器1和第二熱電偶溫度傳感器8是為了將該裝置接入到OBD(車載診斷系統(tǒng))中后，根據(jù)排氣溫度的不同對(duì)所測(cè)得的兩個(gè)熱電偶溫度傳感器的漏電流信號(hào)進(jìn)行處理與補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)第一顆粒物傳感器10和第二顆粒物傳感器13在不同排氣溫度時(shí)均能測(cè)得正確的顆粒物濃度信號(hào)。

旁通管與所述流量調(diào)節(jié)閥3和DPF4并聯(lián)連接，所述旁通管前端固定連通在位于第一質(zhì)量流量計(jì)2和第一流量調(diào)節(jié)閥3之間的排氣管，中間依次連通第二流量調(diào)節(jié)閥5和第二質(zhì)量流量計(jì)6，后端與DPF的出氣口端的排氣管道連通。

實(shí)施例1

發(fā)動(dòng)機(jī)在預(yù)熱到穩(wěn)態(tài)工況后，關(guān)閉第二流量調(diào)節(jié)閥5，打開第一流量調(diào)節(jié)閥3，發(fā)動(dòng)機(jī)排出的所有廢氣直接通過DPF4，此時(shí)模擬DPF4正常的工作狀態(tài)；然后逐漸打開流量調(diào)節(jié)閥5，使部分排氣流向旁通管，這樣部分顆粒隨著排氣流出，通過DPF4的排氣流量減小，DPF4捕捉的顆粒相應(yīng)的減少，第二顆粒物傳感器13檢測(cè)到的PM濃度變大，此時(shí)模擬DPF4部分失效的狀態(tài)；隨著第二流量調(diào)節(jié)閥5開度的逐漸變大，流經(jīng)旁通管的排氣流量越來越大，完全關(guān)閉第一流量調(diào)節(jié)閥3，此時(shí)所有廢氣全部通過旁通管，第二顆粒物傳感器13測(cè)得的PM濃度達(dá)到極限值，此時(shí)模擬DPF4完全失效狀態(tài)。

柴油機(jī)在從怠速到其他轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，記錄不同工況和旁通管不同流量狀態(tài)下第二顆粒物傳感器13輸出電壓的變化規(guī)律，分析并確定DPF4完全失效狀態(tài)時(shí)，第二顆粒物傳感器13輸出的極限值，實(shí)現(xiàn)模擬DPF4失效的診斷功能。

實(shí)施例2

在實(shí)施例1方法的基礎(chǔ)上，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速在2200r/min，扭矩為85Nm，在60秒時(shí)逐漸打開旁通管閥門，80秒時(shí)關(guān)閉DPF4閥門。初始狀態(tài)廢氣全部通過DPF4時(shí)第二顆粒物傳感器13輸出電壓約為0.05V，旁通管打開后第二顆粒物傳感器13輸出電壓逐漸變大至0.1V，當(dāng)DPF4完全關(guān)閉后第二顆粒物傳感器13輸出電壓達(dá)到極限值約0.2V，第一顆粒物傳感器10輸出電壓約為0.7V。具體見圖2曲線。

所述實(shí)施例為本實(shí)用新型的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。