CN108956151A - 一种发动机曲轴箱排放取样装置 - Google Patents

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邹强
戴振朝
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Abstract

本发明公开了一种发动机曲轴箱排放取样装置，包括排气管，还包括将所述排气管与曲轴箱连通的取样管，所述的取样管包括内壁光滑和耐腐蚀的内管、将所述内管包裹的加热层以及将所述内管、加热层包裹的防护层，所述的取样管上设有与所述加热层电性连接的温控器；所述的取样管两端分别设有用于检测曲轴箱的排气温度和排气压力的第一检测组件、第二检测组件。本发明能有效满足开放式曲轴箱排放测试取样的要求、保证测试结果。

Description

一种发动机曲轴箱排放取样装置
技术领域
本发明涉及发动机检测技术领域，更具体地说，它涉及一种发动机曲轴箱排放取样装置。
背景技术
国家对汽车排气污染物排放的控制越来越严格，为防治压燃式及气体点燃式发动机的汽车排气对环境的污染，改善空气质量，2018年6月22日发布国家标准GB17691-2018《重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》,新标准中增加了压燃式发动机开放式曲轴箱排放测试要求：将曲轴箱排放与尾气排放一起进行测试。目前没有开放式曲轴箱排放测试用的排气取样管路，国六发动机在开发过程中无法测量开放式曲轴箱排放。
现有的发动机排气取样管路无法满足以下测试要求：1、管路光滑，不和曲轴箱污染物反应；2、管路可加热，壁薄或绝缘；3、管路无泄漏。因此，急需能满足上述测试要求的用于发动机曲轴箱排放取样的装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本发明提供一种能有效满足开放式曲轴箱排放测试取样的要求、保证测试结果的发动机曲轴箱排放取样装置。
本发明的技术方案是这样的：一种发动机曲轴箱排放取样装置，包括排气管，还包括将所述排气管与曲轴箱连通的取样管，所述的取样管包括内壁光滑和耐腐蚀的内管、将所述内管包裹的加热层以及将所述内管、加热层包裹的防护层，所述的取样管上设有与所述加热层电性连接的温控器；所述的取样管两端分别设有用于检测曲轴箱的排气温度和排气压力的第一检测组件、第二检测组件。
作为进一步地改进，所述的第一检测组件包括与所述取样管一端连接的第一连接管，所述的第一连接管上依次设有第一温度传感器、第一截止阀、第一压力传感器，其中，所述的第一压力传感器靠近所述的取样管。
进一步地，所述的第一连接管一端设有用于连接所述曲轴箱的排气管的接头。
进一步地，所述的第二检测组件包括与所述取样管另一端连接的第二连接管，所述的第二连接管上依次设有第二截止阀、第二温度传感器、第二压力传感器，其中，所述的第二截止阀靠近所述的取样管。
进一步地，所述的第二连接管插入所述排气管内孔，位于所述排气管内孔的第二连接管一端设有弯管，所述的弯管位于所述排气管内孔的中心并沿所述排气管的排气流向延伸。
进一步地，所述的第二连接管上设有与所述排气管连接的法兰。
进一步地，所述的加热层内设有与所述温控器连接的加热线、第三温度传感器。
有益效果
本发明与现有技术相比，具有的优点为：
1、通过设置内壁光滑和耐腐蚀的内管，可以有效降低污染物沉积，提高取样管的工作寿命，设置加热层对内管恒温加热，可以防止曲轴箱排气出现冷凝，减少污染物沉积造成的损失，设置第一检测组件、第二检测组件可以实时检测取样管两端内曲轴箱的排气温度和排气压力，防止取样管两端排气的温差和压差过大而造成污染物沉积，同时还可以检测取样管的气密性；
2、弯管位于排气管内孔的中心并沿排气流向延伸，可以避免边界层效应,使曲轴箱排气能与发动机排气充分混合，以便在排放检测时能采集到有代表性的样气；
3、通过加热线、温控器、第三温度传感器形成温度闭环控制，可以对内管进行恒温加热，提高取样管的取样效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中取样管的截面结构示意图。
其中：1-排气管、2-取样管、3-内管、4-加热层、5-防护层、6-温控器、7-第一连接管、8-第一温度传感器、9-第一截止阀、10-第一压力传感器、11-接头、12-第二连接管、13-第二截止阀、14-第二温度传感器、15-第二压力传感器、16-弯管、17-法兰。
具体实施方式
下面结合附图中的具体实施例对本发明做进一步的说明。
参阅图1-2，一种发动机曲轴箱排放取样装置，包括排气管1，排气管1与发动机的排气口连接，还包括将排气管1与曲轴箱连通的取样管2，取样管2包括内壁光滑和耐腐蚀的内管3、将内管3包裹的加热层4以及将内管3、加热层4包裹的防护层5，取样管2上设有与加热层4电性连接的温控器6；取样管2两端分别设有用于检测曲轴箱的排气温度和排气压力的第一检测组件、第二检测组件；作为优选，内管3材料为304SS材质波纹管，灵活弯曲，方便安装，内壁抛光处理，可以有效降低污染物沉积，具有很好的耐腐蚀，提高取样管2的工作寿命；设置加热层4对内管3恒温加热，在本实施例中，内管3通过温控器6进行恒温控制在190±10℃，可以防止曲轴箱排气出现冷凝，减少污染物沉积造成的损失；防护层5由阻燃、保温材料制成，防护等级为IP21，可以有效保护内管3、加热层4，提高取样管2工作稳定性；设置第一检测组件、第二检测组件可以实时检测取样管2两端内曲轴箱的排气温度和排气压力，防止取样管2两端排气的温差和压差过大而造成污染物沉积，同时还可以检测取样管的气密性。
第一检测组件包括与取样管2一端连接的第一连接管7，第一连接管7上依次设有第一温度传感器8、第一截止阀9、第一压力传感器10，其中，第一压力传感器10靠近取样管2，第一连接管7一端设有用于连接曲轴箱的排气管的接头11，接头11为标准接头G1-1/2F，方便第一连接管7与曲轴箱的排气管快速连接或拆卸，气密性好；第二检测组件包括与取样管2另一端连接的第二连接管12，第二连接管12上依次设有第二截止阀13、第二温度传感器14、第二压力传感器15，其中，第二截止阀13靠近取样管2；第一温度传感器8、第二温度传感器14分别用于检测取样管2两端内曲轴箱的排气温度，第一压力传感器10、第二压力传感器15分别用于检测取样管2两端内曲轴箱的排气压力，在本实施例中，取样管2两端内曲轴箱的排气温度基本一致，取样管2两端内曲轴箱的排气压力差小于0.5kPa，防止曲轴箱排气出现冷凝，提高取样效果；第一温度传感器8、第一压力传感器10均通螺纹连接在第一连接管7上，第二温度传感器14、第二压力传感器15均通螺纹连接在第二连接管12，螺纹的型号为1/8内锥螺纹，气密性好；第一截止阀9和第二截止阀13用于控制曲轴箱排气进入与截止，还用于对取样管2泄漏检测，泄漏检测的过程是：关闭第一截止阀9和第二截止阀13，利用安装第一压力传感器10的螺孔抽空取样管2，直至真空度达到5kPa(绝对压力95kPa)，稳定后1分钟内取样管2的压力增加△P应不超过：△P＝P/VS×0.005×QBL，式中，P为真空度(kPa)，VS为取样管容积(L)，QBL为发动机曲轴箱漏气量最大值(L/min)。
第二连接管12插入排气管1内孔，位于排气管1内孔的第二连接管12一端设有弯管16，弯管16位于排气管1内孔的中心并沿排气管1的排气流向延伸，可以避免边界层效应,使曲轴箱排气能与发动机排气充分混合，以便在排放检测时能采集到有代表性的样气，第二连接管12上设有与排气管1连接的法兰17，方便对第二连接管12的安装，并且，排气管1与法兰17之间的气密性好。
第二连接管12的内孔尺寸小于内管3的内孔尺寸，可以使内管3与第二连接管12之间形成压差，提高第二连接管12内曲轴箱的排气流速，曲轴箱的排气从弯管16喷出时可以与发动机排气充分混合，提高取样效果。
内管3的直径不小于1.5英寸(38.1mm)，可满足曲轴箱排气流量在0～180L/min时，发动机曲轴箱压力增加量不大于2kPa，既能保证取样管2进行有效取样，又不影响曲轴箱正常工作。
加热层4内设有与温控器6连接的加热线、第三温度传感器，加热层4还包括将加热线覆盖的保温材料，减少热量损失，提高加热效率，减少能耗，在本实施例中，第三温度传感器为型号为PT100的温度传感器，控制简单，稳定性高，精度高；加热线、温控器6、第三温度传感器形成温度闭环控制，可以对内管进行恒温加热，提高取样管的取样效果。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (7)

1.一种发动机曲轴箱排放取样装置，包括排气管(1)，其特征在于：还包括将所述排气管(1)与曲轴箱连通的取样管(2)，所述的取样管(2)包括内壁光滑和耐腐蚀的内管(3)、将所述内管(3)包裹的加热层(4)以及将所述内管(3)、加热层(4)包裹的防护层(5)，所述的取样管(2)上设有与所述加热层(4)电性连接的温控器(6)；所述的取样管(2)两端分别设有用于检测曲轴箱的排气温度和排气压力的第一检测组件、第二检测组件。
2.根据权利要求1所述的一种发动机曲轴箱排放取样装置，其特征在于：所述的第一检测组件包括与所述取样管(2)一端连接的第一连接管(7)，所述的第一连接管(7)上依次设有第一温度传感器(8)、第一截止阀(9)、第一压力传感器(10)，其中，所述的第一压力传感器(10)靠近所述的取样管(2)。
3.根据权利要求2所述的一种发动机曲轴箱排放取样装置，其特征在于：所述的第一连接管(7)一端设有用于连接所述曲轴箱的排气管的接头(11)。
4.根据权利要求1所述的一种发动机曲轴箱排放取样装置，其特征在于：所述的第二检测组件包括与所述取样管(2)另一端连接的第二连接管(12)，所述的第二连接管(12)上依次设有第二截止阀(13)、第二温度传感器(14)、第二压力传感器(15)，其中，所述的第二截止阀(13)靠近所述的取样管(2)。
5.根据权利要求4所述的一种发动机曲轴箱排放取样装置，其特征在于：所述的第二连接管(12)插入所述排气管(1)内孔，位于所述排气管(1)内孔的第二连接管(12)一端设有弯管(16)，所述的弯管(16)位于所述排气管(1)内孔的中心并沿所述排气管(1)的排气流向延伸。
6.根据权利要求4所述的一种发动机曲轴箱排放取样装置，其特征在于：所述的第二连接管(12)上设有与所述排气管(1)连接的法兰(17)。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种发动机曲轴箱排放取样装置，其特征在于：所述的加热层(4)内设有与所述温控器(6)连接的加热线、第三温度传感器。
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