CN108061629B - 一种发动机排气管路漏气检测装置及方法 - Google Patents

一种发动机排气管路漏气检测装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及发动机领域，具体公开了一种发动机排气管路漏气检测装置及方法，该装置包括采样管，一端伸入排气管路内并向气流流向的反方向延伸，另一端伸出排气管路外；压力检测单元，用于检测采样管内气流流出的出口端的压力；流量检测单元，用于检测发动机废气流量；漏气诊断单元，压力检测单元和流量检测单元均电连接于漏气诊断单元，在预设工况下发动机的废气流量变化值达到预设流量变化值时，所述漏气诊断单元能够根据所述采样管内的压力变化值是否小于相应的预设值，判断排气管路是否漏气。本发明将压力检测单元置于采样管气流流出的出口端，用于检测排气管路内的动压，通过测量动压的变化是否小于预设值，能够准确的判定排气管路是否漏气。

Description

一种发动机排气管路漏气检测装置及方法
技术领域
本发明涉及发动机领域，尤其涉及一种发动机排气管路漏气检测装置及方法。
背景技术
目前发动机排气口依次连接有排气管、后处理箱以及后排气管，这部分管道通常采用很多卡箍连接，由于加工工艺的原因，造成卡箍连接位置处极易出现漏气问题；此外后处理箱的共振安装等问题，也极易使得后处理箱出现漏气问题。
在发动机的排气管路出现漏气问题之后，会产生以下问题：在发动机正常工作过程中向大气中排放的污染物量将会增加，而且会导致流入后处理箱的废气量减少，造成尿素过喷问题，增加了尿素结晶的概率以及氮氧化物超标的风险；发动机在再生模式下工作时会产生大量包含燃烧不充分产物的白烟泄露，不仅污染大气，还会使得壁流式颗粒捕捉器内部的温度波动增大，燃油消耗量增加，增加了发动机仓烧毁的风险。
现有技术中，防止排气管路出现漏气的方式主要有两种，一是采用特殊的接口结构连接排气管和后处理箱；二是改变密封垫片以及卡箍结构，以防止发动机运行过程中发生漏气现象。
采用上述两种方式并不能保证发动机全寿命周期内发动机的排气管路不产生泄露废气的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发动机排气管路漏气检测装置及方法，能够检测出发动机排气管路是否存在漏气问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种发动机排气管路漏气检测装置，包括：
采样管，一端伸入排气管路内并向气流流向的反方向延伸，另一端伸出所述排气管路外；
压力检测单元，用于检测采样管内气流流出的出口端的压力；
流量检测单元，用于检测发动机废气流量；
漏气诊断单元，所述压力检测单元和所述流量检测单元均电连接于所述漏气诊断单元，在预设工况下发动机的废气流量变化值达到预设流量变化值时，所述漏气诊断单元能够根据所述采样管内的压力变化值是否小于相应的预设值，判断排气管路是否漏气。
进一步的，所述采样管包括置于所述排气管路内的第一采样管，及一端连接于所述第一采样管且另一端伸出所述排气管路的第二采样管；
所述第一采样管的中心轴线和第二采样管的中心轴线垂直；所述第一采样管的中心轴线和所述排气管路的中心轴线平行，且第一采样管未连接所述第二采样管的一端向气流流向的反方向延伸。
进一步的，所述压力检测单元设于所述第二采样管内流流出的出口端。
进一步的，所述排气管路包括依次连接的排气管、后处理箱以及后排气管，所述排气管连接于发动机出气口；
所述采样管的一端伸入所述后排气管内。
进一步的，所述压力检测单元为压力传感器。
进一步的，还包括连接于所述漏气诊断单元的报警单元，在待测发动机的排气管路出现漏气问题时发出信号提醒。
进一步的，还包括连接于所述漏气诊断单元的显示单元，用于显示检测结果。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种发动机排气管路漏气检测方法，采用上述的发动机排气管路漏气检测装置，包括以下步骤：
预设工况下，当发动机的废气流量变化值达到预设流量变化值时，根据对应的采样管内的压力变化值是否小于预设值，判断排气管路是否漏气。
进一步的，判断所述压力变化值是否小于预设值，若是，则排气管路漏气；若否，则排气管路不漏气。
进一步的，压力变化值的获取，包括以下步骤：
步骤一、发动机在预设工况下开始工作时，每隔单位时间△t，记录发动机的废气流量以及对应的采样管内的压力值；
步骤二、计算当前时刻发动机的废气流量与前一时刻发动机的废气流量的差值△Q，并判断所述差值△Q是否等于零；
步骤三、若所述差值△Q等于零，则返回步骤二；
步骤四、若所述差值△Q不等于零，则记录该时刻为T1时刻，对应的废气流量为Q1，对应的压力值为P1；
步骤五、判断T1时刻废气流量Q1与Tn时刻废气流量Qn的差值△Q，是否等于预设流量变化值Q预设，其中Tn＝T1+i*△t，i＝1，2，3，…，n；
步骤六、若是，则记录(Tn+t)时刻对应的压力值P，并计算压力变化值，即P与P1的差值△P；若否，则令i＝i+1，返回步骤五；
其中t指的是流入发动机进气口的气流到达采样管内压力检测单元所在位置所需要的时间。
进一步的，发动机的工况包括启动工况、加速工况以及减速工况。
进一步的，所述预设工况至少包括启动工况。
本发明的有益效果：发动机的废气流量变化很小的情况下，排气管路内的静压基本无变化，但是排气管路内的动压会发生明显的变化，本发明通过设置采样管，并将压力检测单元置于采样管气流流出的出口端，用于检测采样管内的压力变化以获取排气管路内的动压变化，通过测量动压的变化是否小于预设值，能够准确的判定排气管路是否漏气。
附图说明
图1是本发明所述发动机排气管路漏气检测装置的结构示意图；
图2是本发明所述发动机排气管路漏气检测装置的原理图；
图3是本发明所述发动机排气管路漏气检测方法的流程图。
图中：
1、采样管；11、第一采样管；12、第二采样管；2、排气管路。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1和图2所示，本实施例提供了一种发动机排气管路漏气检测装置，包括：采样管1，一端伸入排气管路2内并向气流流向的反方向延伸，另一端伸出所述排气管路2；压力检测单元，用于检测采样管1内气流流出的出口端的压力；流量检测单元，用于检测发动机的废气流量；漏气诊断单元，所述压力检测单元和所述流量检测单元均电连接于所述漏气诊断单元，在预设工况下发动机的废气流量变化值达到预设流量变化值时，所述漏气诊断单元能够根据采样管1内的压力变化值是否小于预设值，判断排气管路是否漏气。
本实施例中，所述排气管路不漏气包括排气管路完全不漏气，以及排气管路漏气量在能够接受范围内；所述排气管路漏气指的是排气管路漏气量超出能够接受范围。
本实施例中，所述压力检测单元为压力传感器。基于能量守恒定律，一般认为所述废气流量指的是进气流量和燃油流量的和。因此，所述流量检测单元包括测量发动机进气流量的流量检测传感器以及测量发动机燃油流量的流量传感器。一般发动机上均设有测量发动机进气流量的流量传感器以及测量发动机燃油流量的流量传感器，且两个测量传感器均连接于汽车的控制器，并通过两个测量传感器的测量信号获取对应的废气流量。因此，本实施例中所述漏气诊断单元与汽车的控制器通讯，用于从汽车的控制器获取发动机的废气流量。
本实施例中，发动机的工况包括启动工况、加速工况以及减速工况；通常在发动机的启动工况、加速工况中存在废气流量的压力变化，本实施例以发动机的启动工况为例进行说明。
通过大量试验发现，发动机的废气流量变化很小的情况下，排气管路2内的动压将发生明显的变化，本实施例通过设置采样管1，并将压力检测单元设于采样管1内气流流向的出口端，用于检测采样管1内的压力变化以获取排气管路2内的动压变化通过测量动压的变化是否小于预设值，能够准确的判定排气管路2是否漏气。
本实施例中，如图1所示，所述采样管1包括置于所述排气管路2内的第一采样管11，及一端连接于所述第一采样管11且另一端伸出所述排气管路2的第二采样管12；所述第一采样管11的中心轴线和第二采样管12的中心轴线垂直；所述第一采样管11的中心轴线和所述排气管路2的中心轴线平行，且第一采样管11未连接所述第二采样管12的一端向气流流向的反方向延伸，以使排气管路2中的废气能够进入第一采样管11。
本实施例中，所述排气管路2包括依次连接的排气管、后处理箱以及后排气管，所述排气管连接于发动机出气口。发动机排出的废气经过排气管以及后处理箱时，由于排气管以及后处理箱内的流阻较大，导致废气容易从漏气位置流出。本实施例将所述压力检测单元设于所述第二采样管12内气流流出的出口端。由于排气管路2内动压的变化受气流流量以及流速的影响，在排气管路2 存在漏气问题时，后排气管路内的动压将发生明显的变化。本实施例通过检测第二采样管12内的压力变化，反映出排气管路2内的动压变化，进而能够准确的判断排气管路2是否出现漏气问题。
发动机的排气管路漏气，可能是排气管、后处理箱或后排气管中的任何一个出现漏气问题。本实施例通过将所述采样管1的一端伸入所述后排气管内，无论是排气管、后处理箱中的任何一个出现漏气问题，都能够准确的判断出排气管路2是否漏气。
本实施例所述发动机排气管路漏气检测装置还包括连接于所述漏气诊断单元的报警单元，在判断得出发动机出现漏气问题时，可以通过报警单元发出信号提醒，提醒检测人员发动机的排气管路2出现漏气问题。本实施例所述报警单元可以发出语音警报或声光警报，或其他形式的警报方式。
本实施例所述发动机排气管路漏气检测装置还包括连接于所述漏气诊断单元的显示单元，用于显示检测结果，即显示待测发动机的排气管路2是否漏气。
在确定发动机的排气管路2出现漏气问题时，检测人员能够通过人为观察排气管与后处理箱、后处理箱与后排气管的连接位置处，以及排气管上设置的卡箍是否出现松动等问题，以便于对发动机的排气管路2进行维修。
本实施例还提供了一种发动机排气管路漏气检测方法，采用上述的发动机排气管路漏气检测装置，图3是本实施例所述发动机排气管路漏气检测方法的流程图，具体包括以下步骤：
步骤一、记录发动机的废气流量以及对应的采样管内的压力值。
发动机在预设工况下开始工作时，每隔单位时间△t，记录发动机的废气流量Q以及对应的采样管内的压力值。本实施例所述预设工况指的是发动机的启动工况，初始时刻，发动机的废气流量和采样管内的压力值均为零。所述预设工况还可以为其他使发动机的废气流量能够得到提升的工况。
步骤二、计算当前时刻发动机的废气流量与前一时刻发动机的废气流量的差值△Q，并判断所述差值△Q是否等于零。
步骤三、若所述差值△Q等于零，则返回步骤二；若所述差值△Q不等于零，则记录该时刻为T1时刻，对应的废气流量为Q1，对应的压力值为P1。
T1时刻之前，发动机的压力并没有变化，对应的，在T1时刻流入发动机进气口的气流经过时间t到达采样管内压力检测单元所在位置，那么(T1+t)时刻之前采样管内的压力也没有变化，即T1时刻压力检测单元检测到的压力值和 (T1+t)时刻压力检测单元检测到的压力值相等。其中t是经过多次试验确定的。
通过步骤二至步骤三能够找出废气流量开始变化的时刻，并获取该时刻T1对应的压力值P1。
步骤四、判断T1时刻废气流量Q1与Tn时刻废气流量Qn的差值△Q，是否等于预设流量变化值Q预设，其中Tn＝T1+i*△t，i＝1，2，3，…，n。
步骤五、若是，则记录(Tn+t)时刻对应的压力值P，并计算压力变化值，即P与P1的差值△P；若否，则令i＝i+1，返回步骤五。
通过步骤四和步骤五找出废气流量变化值达到预设流量变化值Q预设时刻，并获取对应的压力值P，并计算所述压力变化值△P＝P-P1。
步骤六、判断所述预设压力变化值△P是否小于预设值。
其中所述预设值指的是正常发动机的废气流量变化值达到某一数值时，让发动机在当前数值的废气流量与当前碳载量下，重复多次工作试验得到的不影响发动机排气管路正常工作的最小压力值。
步骤七、若是，则排气管路漏气；若否，则排气管路不漏气。
在确认排气管路漏气的同时，报警单元将会发出警报，提醒当前检测的发动机的排气管路漏气，同时显示单元会直接显示发动机排气管路漏气。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种发动机排气管路漏气检测方法，其特征在于，发动机排气管路漏气检测装置，包括：
采样管(1)，一端伸入排气管路(2)内并向气流流向的反方向延伸，另一端伸出所述排气管路(2)；
压力检测单元，用于检测采样管(1)内气流流出的出口端的动压力；
流量检测单元，用于检测发动机废气流量；
漏气诊断单元，所述压力检测单元和所述流量检测单元均电连接于所述漏气诊断单元，在预设工况下发动机的废气流量变化值达到预设流量变化值时，所述漏气诊断单元能够根据所述采样管(1)内的动压力变化值是否小于相应的预设值，判断排气管路(2)是否漏气；
采用所述发动机排气管路漏气检测装置检测发动机排气管路漏气检测的方法，包括以下步骤：
预设工况下，当发动机的废气流量变化值达到预设流量变化值时，根据对应的采样管内的动压力变化值是否小于预设值，判断排气管路是否漏气；
动压力变化值的获取，包括以下步骤：
步骤一、发动机在预设工况下开始工作时，每隔单位时间△t，记录发动机的废气流量以及对应的采样管内的动压力值；
步骤二、计算当前时刻发动机的废气流量与前一时刻发动机的废气流量的差值△Q，并判断所述差值△Q是否等于零；
步骤三、若所述差值△Q等于零，则返回步骤二；
步骤四、若所述差值△Q不等于零，则记录该时刻为T1时刻，对应的废气流量为Q1，对应的动压力值为P1；
步骤五、判断T1时刻废气流量Q1与Tn时刻废气流量Qn的差值△Q，是否等于预设流量变化值Q预设，其中Tn＝T1+i*△t，i＝1，2，3，…，n；
步骤六、若是，则记录(Tn+t)时刻对应的动压力值P，并计算动压力变化值，即P与P1的差值△P；若否，则令i＝i+1，返回步骤五；
其中t指的是流入发动机进气口的气流到达采样管内压力检测单元所在位置所需要的时间。
2.根据权利要求1所述的发动机排气管路漏气检测方法，其特征在于，判断所述动压力变化值是否小于预设值，若是，则排气管路漏气；若否，则排气管路不漏气。
3.根据权利要求1所述的发动机排气管路漏气检测方法，其特征在于，发动机的工况包括启动工况、加速工况以及减速工况。
4.根据权利要求1所述的发动机排气管路漏气检测方法，其特征在于，所述采样管(1)包括置于所述排气管路(2)内的第一采样管(11)，及一端连接于所述第一采样管(11)且另一端伸出所述排气管路(2)的第二采样管(12)；
所述第一采样管(11)的中心轴线和第二采样管(12)的中心轴线垂直；所述第一采样管(11)的中心轴线和所述排气管路(2)的中心轴线平行，且第一采样管(11)未连接所述第二采样管(12)的一端向气流流向的反方向延伸。
5.根据权利要求4所述的发动机排气管路漏气检测方法，其特征在于，所述压力检测单元设于所述第二采样管(12)内气流流出的出口端。
6.根据权利要求1所述的发动机排气管路漏气检测方法，其特征在于，所述排气管路(2)包括依次连接的排气管、后处理箱以及后排气管，所述排气管连接于发动机出气口；
所述采样管(1)的一端伸入所述后排气管内。
7.根据权利要求1所述的发动机排气管路漏气检测方法，其特征在于，所述压力检测单元为压力传感器。
8.根据权利要求1所述的发动机排气管路漏气检测方法，其特征在于，还包括连接于所述漏气诊断单元的报警单元，在待测发动机的排气管路(2)出现漏气问题时发出信号提醒。
9.根据权利要求1所述的发动机排气管路漏气检测方法，其特征在于，还包括连接于所述漏气诊断单元的显示单元，用于显示检测结果。
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