CN109798172A - 一种柴油机颗粒捕集装置的碳载量测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种柴油机颗粒捕集装置的碳载量测量装置，所述柴油机颗粒捕集装置包括柴油机颗粒捕集器、发动机、排气管和载具车架，其特征在于，所述碳载量测量装置包括振幅测量探头、测量模块、压差传感器，所述振幅测量探头固定安装在柴油机颗粒捕集器正上方的载具车架上，通过线束与测量模块相连，所述压差传感器固定安装在柴油机颗粒捕集器前后排气管上，通过线束与测量模块相连，所述测量模块结合振幅和压差信号，通过查询其内存中预设的压差‑振幅‑碳载量查找表，就能得到柴油机颗粒捕集器当前碳载量。与现有技术相比，本发明能够在不拆除柴油机颗粒捕集器载体的条件下，对柴油机颗粒捕集器的碳载量进行可靠的测量。

Description

一种柴油机颗粒捕集装置的碳载量测量装置
技术领域
本发明涉及动力机械及工程领域，尤其是涉及一种柴油机颗粒捕集装置的碳载量测量装置。
背景技术
柴油机以其良好的动力性和经济性，广泛地应用于交通运输、农用机械和工程机械等领域。然而柴油机的颗粒物排放较高，颗粒物是雾霾天气的重要成因之一，对环境和人体健康都有巨大危害。随着国六重型柴油车排放法规的逐步推行，除了采用先进的缸内净化技术以外，柴油机颗粒捕集器已然成为控制柴油机颗粒物排放的必要技术手段。
加装柴油机颗粒捕集器是满足国六重型柴油车排放法规的必要技术路线，可以有效降低柴油机排气中的颗粒物。现代柴油机所装备的柴油机颗粒捕集器载体通常是采用壁流式结构的蜂窝陶瓷，载体的内部有许多平行的通道，相邻的两个通道其中一个只有进口开放，另一个只有出口开放，排气从进口开放的通道流入，穿过载体的壁面至相邻的通道排出，在此过程中，颗粒物被滞留在通道内，对排气起到净化作用。
柴油机颗粒捕集器在工作时，碳颗粒会在柴油机颗粒捕集器载体中逐步累积，给发动机排气系统带来较大的背压，降低发动机的动力性和经济性。因此，柴油机颗粒捕集器载体需要及时进行主动或被动再生以清除其中的碳颗粒，而柴油机颗粒捕集器载体中已有碳颗粒的质量(即碳载量)对柴油机颗粒捕集器再生的控制有着重要意义。
因此，针对柴油机颗粒捕集器对已有碳载量能及时检测到的需求，需要一种新型柴油机颗粒捕集器碳载量检测装置。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种柴油机颗粒捕集装置的碳载量测量装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种柴油机颗粒捕集装置的碳载量测量装置，所述柴油机颗粒捕集装置包括柴油机颗粒捕集器、发动机、排气管和载具车架，所述发动机通过排气管与柴油机颗粒捕集器活动连接，所述柴油机颗粒捕集装置安装在载具车架上，其特征在于，所述碳载量测量装置包括振幅测量探头、测量模块、压差传感器，所述振幅测量探头固定安装在柴油机颗粒捕集器正上方的载具车架上，通过线束与测量模块相连，所述压差传感器固定安装在柴油机颗粒捕集器前后排气管上，通过线束与测量模块相连；
所述测量模块结合振幅和压差信号，通过查询其内存中预设的压差-振幅-碳载量查找表，就能得到柴油机颗粒捕集器当前碳载量。
进一步地，所述柴油机颗粒捕集器具有模态特性。
进一步地，所述振幅测量探头测量振幅的方式包括：激光和电位器接触。
进一步地，所述测量模块中存储有压差-振幅-碳载量查找表，压差-振幅-碳载量查找表以振幅和压差为自变量，以碳载量为因变量，其表格制作的表达式为：
mt＝m-mk
式中，A为柴油机颗粒捕集器振幅，F为周期性外力幅值，ω1为柴油机颗粒捕集器振幅固有频率，ω2为周期性外力频率，η为阻尼系数，m为柴油机颗粒捕集器质量，mt为柴油机颗粒捕集器当前碳载量，mk为柴油机颗粒捕集器空载质量。
进一步地，所述碳载量测量装置工作时，发动机(6)需运行在以下工况：F、ω2和η保持不变，ω1仅与m有关，此时，m和A是一元函数关系。
进一步地，所述测量模块接收振幅和压差信号后，存储、标定以及查取压差-振幅-碳载量查找表。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明只需测量振幅和压差，能够在不拆除被测装置的条件下，对柴油机颗粒捕集器的碳载量进行较为可靠的测量；
(2)本发明检测柴油机颗粒捕集器的碳载量时只需对照压差-振幅-碳载量查找表，简单、快速。
附图说明
图1为本发明原理示意图；
图中，1、柴油机颗粒捕集器，2、振幅测量探头，3、测量模块，4、压差传感器，5、压差-振幅-碳载量查找表，6、发动机，7、排气管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本发明提供一种柴油机颗粒捕集装置的碳载量测量装置。
柴油机颗粒捕集装置包括柴油机颗粒捕集器1、发动机6、排气管7和载具车架，发动机6通过排气管7与柴油机颗粒捕集器1活动连接，柴油机颗粒捕集装置安装在载具车架上。
碳载量测量装置包括振幅测量探头2、测量模块3、压差传感器4和压差-振幅-碳载量查找表5，振幅测量探头2固定安装在柴油机颗粒捕集器1正上方的载具车架上，通过线束与测量模块3相连，压差传感器4固定安装在柴油机颗粒捕集器1前后排气管7上，通过线束与测量模块相连，所述压差-振幅-碳载量查找表5保存在测量模块3的内存中。
工作过程如下：
当载具驻车运行至指定工况时，柴油机颗粒捕集器1受到由发动机通过车架传导过来的周期性外力，发生受迫振动，其受迫振动的振幅为：
式中，A为柴油机颗粒捕集器振幅，F为周期性外力幅值，ω1为柴油机颗粒捕集器振动固有频率，ω2为周期性外力频率，η为阻尼系数，m为柴油机颗粒捕集器质量。
在发动机定工况时，如驻车怠速时，F、ω2和η保持不变ω1仅与m相关，因此可认为此时m和A是一元函数关系，即通过测得A，就能够确定m的大小，而m减去柴油机颗粒捕集器空载质量即为柴油机颗粒捕集器当前碳载量。
振幅测量探头2测得柴油机颗粒捕集器振幅以后，将振幅信号传输至测量模块3，同时压差传感器4将测得的柴油机颗粒捕集器前后气体压差传输至测量模块3，以辅助修正振幅测量误差，测量模块3结合两输入信号，查询事先标定好的压差-振幅-碳载量查找表5，得到当前柴油机颗粒捕集器碳载量。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种柴油机颗粒捕集装置的碳载量测量装置，所述柴油机颗粒捕集装置包括柴油机颗粒捕集器(1)、发动机(6)、排气管(7)和载具车架，所述发动机(6)通过排气管(7)与柴油机颗粒捕集器(1)活动连接，所述柴油机颗粒捕集装置安装在载具车架上，其特征在于，所述碳载量测量装置包括振幅测量探头(2)、测量模块(3)、压差传感器(4)，所述振幅测量探头(2)固定安装在柴油机颗粒捕集器(1)正上方的载具车架上，通过线束与测量模块(3)相连，所述压差传感器(4)固定安装在柴油机颗粒捕集器(1)前后排气管(7)上，通过线束与测量模块(3)相连；
所述测量模块(3)结合振幅和压差信号，通过查询其内存中预设的压差-振幅-碳载量查找表，就能得到柴油机颗粒捕集器当前碳载量。
2.根据权利要求1所述的柴油机颗粒捕集装置的碳载量测量装置，其特征在于，所述柴油机颗粒捕集器(1)具有模态特性。
3.根据权利要求1所述的柴油机颗粒捕集装置的碳载量测量装置，其特征在于，所述振幅测量探头(2)测量振幅的方式包括：激光和电位器接触。
4.根据权利要求1所述的柴油机颗粒捕集装置的碳载量测量装置，其特征在于，所述测量模块(3)中存储有压差-振幅-碳载量查找表(5)，压差-振幅-碳载量查找表(5)以振幅和压差为自变量，以碳载量为因变量，其表格制作的表达式为：
mt＝m-mk
式中，A为柴油机颗粒捕集器振幅，F为周期性外力幅值，ω1为柴油机颗粒捕集器振幅固有频率，ω2为周期性外力频率，η为阻尼系数，m为柴油机颗粒捕集器质量，mt为柴油机颗粒捕集器当前碳载量，mk为柴油机颗粒捕集器空载质量。
5.根据权利要求4所述的柴油机颗粒捕集装置的碳载量测量装置，其特征在于，所述碳载量测量装置工作时，发动机(6)运行在以下工况：F、ω2和η保持不变，ω1仅与m有关，此时，m和A是一元函数关系。
6.根据权利要求1所述的柴油机颗粒捕集装置的碳载量测量装置，其特征在于，所述测量模块(3)接收振幅和压差信号后，存储、标定以及查取压差-振幅-碳载量查找表。
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