发动机尾气颗粒计数和测量系统和方法技术方案

本申请提供了一种用于测量发动机尾气管道(C)内的尾气中的颗粒数量的可切换式尾气颗粒计数系统(100)，包括：可切换装置(20)和经由所述可切换装置(20)连接到所述尾气管道(C)上多个连接位置处的仅一个颗粒计数装置(10)，所述可切换装置(20)具有断开状态和多个接通状态，在所述可切换装置(20)处于所述多个接通状态中的一个时，所述颗粒计数装置(10)至所述尾气管道(C)上的所述多个连接位置中的相应一个连接位置的流体接通被接通，从而所述颗粒计数装置(10)对该连接位置处的尾气进行采样并且对采样的气体进行颗粒计数操作；以及用于加热所述可切换装置(20)的加热装置(30)，其中当所述可切换装置(20)被加热到预定温度值或预定温度范围内时所述颗粒计数装置(10)的读数被确定为该连接位置处的有效废气颗粒数(N)。本申请还提供了使用上述系统的方法。

【技术实现步骤摘要】
发动机尾气颗粒计数和测量系统和方法
本申请属于发动机排放测试领域，具体涉及一种利用同一颗粒计数装置选择性地测量发动机尾气管道上不同位置处的尾气中的颗粒数量的可切换式尾气颗粒计数系统。特别是，在尾气管道中设置有颗粒过滤装置的情况下，本申请的可切换式尾气颗粒计数系统能够利用同一颗粒计数装置选择性地测量颗粒过滤器上游和下游的尾气中的颗粒数量。
技术介绍
当今世界，一些国家采取了非常严格的车辆尾气排放标准，例如，根据国五标准，从轻型车辆排放的尾气中的颗粒含量(PN)被限制为6E11个/km。发动机排放测试过程中，测量尾气中颗粒的数量通常利用连接到发动机尾气管道的颗粒计数装置进行，颗粒计数装置经由采样管路连接到发动机尾气管道上的某一位置，从该位置采集尾气样本，计算尾气样本中包含的颗粒数量。发动机尾气管道中通常设置有颗粒过滤装置，尾气排放测试过程需要测量颗粒过滤装置之前和之后的尾气中的颗粒数量，用来评估颗粒过滤装置的颗粒过滤性能或效率，此结果还被用来调整发动机的标定或操作参数以优化发动机原始排放中的颗粒数量。然而，若用同一颗粒计数装置来测量颗粒过滤装置前后尾气中的颗粒数量，该颗粒计数装置需要从颗粒过滤装置前或上游的连接或采样位置改变到颗粒过滤装置后或下游的连接或采样位置。若需改变发动机尾气管道上的采样位置，通常需要人工地切换采样管路，使该颗粒计数装置在第一和第二采样位置之间轮流采集尾气样本，进行颗粒计数。此切换操作尚不能实现自动化，效率低下，而且不能实时地对上述两个位置进行颗粒数量的精确测量和监控。为此，一些发动机排放测试实验室采用两个颗粒计数装置，分别连接到颗粒过滤装置的上游和下游，测量上游和下游位置的尾气中的颗粒数量PN。但是，不同的颗粒计数装置固有参数或特征不太一致，存在测量误差，所以测量精度尚不能令人满意。
技术实现思路
本申请通过提供可切换装置和用于加热该可切换装置的加热装置，实现了利用单一的一个颗粒计数装置实时地对尾气管道上的多个位置进行尾气颗粒测量的目的。为此，本专利技术提供了一种用于测量发动机尾气管道内的尾气中的颗粒数量的可切换式尾气颗粒计数系统，其中，所述可切换式尾气颗粒计数系统包括：可切换装置和经由所述可切换装置连接到所述尾气管道上多个连接位置处的仅一个颗粒计数装置，其中，所述可切换装置具有断开状态和对应于所述多个连接位置的多个接通状态，在所述可切换装置处于断开状态时，所述颗粒计数装置至所述尾气管道上所有连接位置的流体连通被断开，因而不进行颗粒计数操作；在所述可切换装置处于所述多个接通状态中的一个时，所述颗粒计数装置至所述尾气管道上的所述多个连接位置中的相应一个连接位置的流体接通被接通，从而所述颗粒计数装置对该连接位置处的尾气进行采样并且对采样的气体进行颗粒计数操作；以及用于加热所述可切换装置的加热装置，其中当所述可切换装置被加热到预定温度值或预定温度范围内时所述颗粒计数装置的读数被确定为该连接位置处的有效颗粒数。在一个实施例中，所述可切换装置是三通阀，所述多个接通状态包括第一和第二接通状态，并且所述多个连接位置包括对应于所述第一接通状态的第一位置和对应于所述第二接通状态的第二位置。在一个实施例中，所述尾气管道上设置有颗粒过滤装置，并且所述第一位置和第二位置分别位于所述颗粒过滤装置的上游和下游。在一个实施例中，所述加热装置与所述颗粒计数装置一起包裹在绝缘保温材料内。在一个实施例中，所述加热装置是电加热丝。在一个实施例中，可切换式尾气颗粒计数系统还包括用于测量可切换装置的实时温度的温度测量装置，所述温度测量装置包括设置于所述可切换装置上的传感器。在一个实施例中，可切换式尾气颗粒计数系统还包括显示装置和/或存储装置，其中，所述显示装置和/或存储装置与所述温度测量装置和所述颗粒计数装置通信。在一个实施例中，所述可切换装置的切换被手动地进行。在一个实施例中，所述可切换装置的切换通过控制装置自动实施，所述控制装置与所述颗粒计数装置和所述可切换装置通信。在一个实施例中，可切换式尾气颗粒计数系统还包括显示装置和/或存储装置，其中，所述控制装置与所述温度测量装置，所述颗粒计数装置，以及所述显示装置和/或存储装置通信。本申请还提供了一种利用上述可切换式尾气颗粒计数系统为发动机尾气管道中的多个位置处的尾气进行颗粒计数的方法，所述包括：a)提供如上所述的系统；b)将可切换装置置于所述多个接通状态之一；c)开启加热装置；d)当所述可切换装置被加热到预定温度值或预定温度范围内时，将颗粒计数装置测得的颗粒数确定为与可切换装置的接通状态相对应的尾气管道上、与所述多个接通状态之一相对应的对应连接位置处的尾气中有效颗粒数；e)切换可切换装置的状态，对多个接通状态中的所有其他接通状态，重复步骤c)和d)。在一个实施例中，切换可切换装置的状态可以手动或自动地进行。在一个实施例中，本方法还包括，对于所述多个接通状态中的任一接通状态，当所述可切换装置(20)被加热到预定温度值或预定温度范围内时，显示和/或存储下述中的至少一个：系统的温度测量装置测得的实时温度；颗粒计数装置测得的尾气中有效颗粒数；可切换装置的状态；与所述多个接通状态之一相对应的对应连接位置。根据本申请的可切换式尾气颗粒计数系统仅仅设置有一个颗粒计数装置，并且设置可切换装置，实现了利用该颗粒计数装置对发动机尾气管道上的多个位置处的尾气进行颗粒计数的目的，克服了不同颗粒计数装置固有参数的差异引起的测量结果不一致性缺陷或使该不一致性得以最小化，大大节省了成本。通过加热可切换装置，提高了颗粒计数装置的测量精度，达到了发动机排放测试测量的要求。附图说明图1示出了根据本申请的可切换式尾气颗粒计数系统的组成框图。具体实施方式根据本申请的可切换式尾气颗粒计数系统的基本原理在于：利用可切换装置将颗粒计数装置连接到发动机尾气管道上的不同位置，从而通过在不同的状态之间切换可切换装置而实现利用同一个颗粒计数装置选择性地测量尾气管道上不同位置的尾气中颗粒数量的目的。进一步地，通过加热可切换装置，获得了预期的颗粒计数精度。如图1的框图所示，根据本申请的可切换式尾气颗粒计数系统100被配置用于测量设置在发动机A的尾气管道C中的颗粒过滤装置F上游和下游的位置P1和P2处的尾气中所包含的颗粒的数量。在本文中，术语“上游”和“下游”按照发动机尾气在尾气管道C中的流动方向D确定，此外，为方便起见，在本文中有时“尾气”有时也称为“气体”或“排气”，它们能够互换地使用。在图1的实施例中，可切换式尾气颗粒计数系统100首先包括颗粒计数装置10和可切换装置20，其中，颗粒计数装置10被连接到可切换装置20，可切换装置20分别经由采样管道22和24连接到发动机尾气管道C上、颗粒过滤装置F上游的第一位置P1和下游的第二位置P2处。由此，根据可切换装置20的状态，颗粒计数装置10能够选择性地连接到上述第一位置P1和第二位置P2中的相应一个，对尾气管道C上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测量发动机尾气管道(C)内的尾气中的颗粒数量的可切换式尾气颗粒计数系统(100)，其中，所述可切换式尾气颗粒计数系统(100)包括：/n可切换装置(20)和经由所述可切换装置(20)连接到所述尾气管道(C)上多个连接位置处的仅一个颗粒计数装置(10)，其中，所述可切换装置(20)具有断开状态和对应于所述多个连接位置的多个接通状态，在所述可切换装置(20)处于断开状态时，所述颗粒计数装置(10)至所述尾气管道(C)上所有连接位置的流体连通被断开，因而不进行颗粒计数操作；在所述可切换装置(20)处于所述多个接通状态中的一个时，所述颗粒计数装置(10)至所述尾气管道(C)上的所述多个连接位置中的相应一个连接位置的流体接通被接通，从而所述颗粒计数装置(10)对该连接位置处的尾气进行采样并且对采样的气体进行颗粒计数操作；以及/n用于加热所述可切换装置(20)的加热装置(30)，其中当所述可切换装置(20)被加热到预定温度值或预定温度范围内时所述颗粒计数装置(10)的读数被确定为该连接位置处的有效颗粒数(N)。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于测量发动机尾气管道(C)内的尾气中的颗粒数量的可切换式尾气颗粒计数系统(100)，其中，所述可切换式尾气颗粒计数系统(100)包括：
可切换装置(20)和经由所述可切换装置(20)连接到所述尾气管道(C)上多个连接位置处的仅一个颗粒计数装置(10)，其中，所述可切换装置(20)具有断开状态和对应于所述多个连接位置的多个接通状态，在所述可切换装置(20)处于断开状态时，所述颗粒计数装置(10)至所述尾气管道(C)上所有连接位置的流体连通被断开，因而不进行颗粒计数操作；在所述可切换装置(20)处于所述多个接通状态中的一个时，所述颗粒计数装置(10)至所述尾气管道(C)上的所述多个连接位置中的相应一个连接位置的流体接通被接通，从而所述颗粒计数装置(10)对该连接位置处的尾气进行采样并且对采样的气体进行颗粒计数操作；以及
用于加热所述可切换装置(20)的加热装置(30)，其中当所述可切换装置(20)被加热到预定温度值或预定温度范围内时所述颗粒计数装置(10)的读数被确定为该连接位置处的有效颗粒数(N)。


2.根据权利要求1所述的可切换式尾气颗粒计数系统(100)，其中，所述可切换装置(20)是三通阀，所述多个接通状态包括第一和第二接通状态，并且所述多个连接位置包括对应于所述第一接通状态的第一位置(P1)和对应于所述第二接通状态的第二位置(P2)。


3.根据权利要求2所述的可切换式尾气颗粒计数系统(100)，其中，所述尾气管道(C)上设置有颗粒过滤装置(F)，并且所述第一位置(P1)和第二位置(P2)分别位于所述颗粒过滤装置的上游和下游。


4.根据权利要求3所述的可切换式尾气颗粒计数系统(100)，其中，所述加热装置(30)与所述颗粒计数装置(10)一起包裹在绝缘保温材料内。


5.根据权利要求4所述的可切换式尾气颗粒计数系统(100)，其中，所述加热装置(30)是电加热丝。


6.根据权利要求5所述的可切换式尾气颗粒计数系统(100)，还包括用于测量可切换装置的实时温度的温度测量装置(40)，所述温度测量装置(40)包括设置于所述可切换装置上的传感器。

【专利技术属性】
技术研发人员：雷杰，L·西蒙森，牟炳恒，
申请(专利权)人：上海沃尔沃汽车研发有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31