CN112594043A - 一种柴油发动机尾气处理悬浮物检测方法 - Google Patents

一种柴油发动机尾气处理悬浮物检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种柴油发动机尾气处理悬浮物检测方法，包括：获取第一连接处的第一背压数值P1；第一连接处的第一流速v1；获取第一连接处无颗粒悬浮物时的第一阻力f无；求解第一连接处受到的总阻力f总；求解第一连接处因颗粒悬浮物所产生的第二阻力f颗；根据第二阻力f颗和第一流速v1求解第一比值M；判断第一比值M与第一预设值MTH的大小关系；根据第一比值M与预设值MTH的大小关系，控制电磁脉冲阀、扫气阀以及排气阀的开启和闭合；实时检测排气管中尾气的颗粒物含量L，判断颗粒物含量L与第二预设值LTH的大小关系。在本发明中，有效提高柴油发动机尾气的净化程度，有效减少柴油发动机尾气带来的空气污染；通过二次检测的方式，进一步提高尾气的净化程度。

Description

一种柴油发动机尾气处理悬浮物检测方法
技术领域
本发明涉及尾气处理技术领域，特别涉及一种柴油发动机尾气处理悬浮物检测方法。
背景技术
柴油机因为具有较高的热效率和相对较大的转矩，在工业、农业、交通运输等行业得到广泛应用，然而柴油机与汽油机相比，废弃排放中的HC和CO较低，但NOX和微粒的排放较高，尤其是微粒的排放要高出30-60倍，同时，由于碳烟是柴油机排放微粒的主要组成部分，常占微粒总量的50-80％之多，碳粒是燃料在缺氧的条件下燃烧时形成的细微或超细微的纳米级碳烟颗粒，由于直径较小，固能长期悬浮于大气中而不沉降，碳粒上吸附的可溶性有机物HC和硫酸盐等对人体有危害。因此，柴油机微粒排放问题在世界范围内引起了巨大关注，特别是随着环境问题的日益恶化，柴油机排放法规的日趋严格，如何提高柴油发动机尾气的净化程度，减少尾气污染已成为重中之重。
发明内容
有鉴于现有技术存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是，提供一种柴油发动机尾气悬浮物检测方法，旨在提高柴油发动机尾气的净化程度，减少柴油发动机尾气带来的空气污染。
为实现上述目的，本发明提供一种柴油发动机尾气处理悬浮物检测方法，所述方法包括如下步骤：
步骤S1、获取发动机的第一出口与微粒捕集器的第一进口的第一连接处的第一背压数值P1；获取所述第一连接处的尾气的第一流速v1；所述发动机的所述第一出口与所述微粒捕集器的所述第一进口的所述第一连接处的横截面积为S；
步骤S2、获取所述第一连接处无所述颗粒悬浮物时，所述第一连接处产生的第一阻力f无；其中，所述第一阻力f无通过所述第一流速v1与第一关系式f无(v)获取；所述第一关系式f无(v)通过预先实验求解；所述第一关系式f无(v)为：所述第一阻力f无与所述第一连接处无所述颗粒悬浮物时的流速v的关系；
步骤S3、根据所述第一背压数值P1和所述横截面积S，求解所述第一连接处受到的总阻力f总；其中，所述总阻力f总＝P1S；
步骤S4、根据所述总阻力f总和所述第一阻力f无，求解所述第一连接处因所述颗粒悬浮物所产生的第二阻力f颗；其中，所述第二阻力f颗＝f总-f无；所述第二阻力f颗满足f颗＝γCv1 2，其中系数γ为定值，所述C为所述颗粒悬浮物的颗粒量；
步骤S5、根据所述第二阻力f颗和所述第一流速v1求解第一比值M；判断所述第一比值M与第一预设值MTH的大小关系；其中，所述第一比值
Figure BDA0002808849850000021
步骤S6、根据所述第一比值M与预设值MTH的大小关系，控制电磁脉冲阀、扫气阀以及排气阀的开启和闭合；当M≥MTH时，通过第一控制模块控制所述电磁脉冲阀开启，储气装置内的压缩空气对所述微粒捕集器的所述颗粒悬浮物进行反冲，使所述颗粒悬浮物进入二次收集装置，通过第二控制模块控制所述扫气阀开启，使得所述柴油发动机尾气中的无害气体经所述扫气阀排出，通过第三控制模块控制所述排气阀闭合；当M≤MTH时，通过所述第一控制模块控制所述电磁脉冲阀闭合，通过所述第二控制模块控制所述扫气阀闭合，通过所述第三控制模块控制所述排气阀开启；
步骤S7、实时检测排气管中尾气的颗粒物含量L，判断所述颗粒物含量与第二预设值LTH的大小关系；当所述颗粒物含量L大于所述第二预设值LTH时，通过所述第一控制模块控制所述电磁脉冲阀开启，通过所述第二控制模块控制所述扫气阀开启，通过所述第三控制模块控制所述排气阀闭合。
在该技术方案中，通过采集所述第一背压数值P1和所述第一流速v1，间接求解得到所述第二阻力f颗，准确获得所述微粒捕集器内的所述颗粒悬浮物的颗粒量，及时的对所述颗粒悬浮物进行反冲回收，减少所述微粒捕集器内的所述颗粒悬浮物的颗粒量；一方面，降低所述第一背压数值P1，有效提高柴油发动机的工作效率；另一方面，有效防止所述微粒捕集器内的所述颗粒悬浮物的颗粒量过多而随净化过的尾气排出到大气中，有效提高柴油发动机尾气的净化程度，有效减少柴油发动机尾气带来的空气污染；通过检测排气管中的所述颗粒物含量L，有效防止因反冲回收不充分而导致颗粒物进入排气管随尾气排到大气中；通过二次检测的方式，进一步提高尾气的净化程度。
在一具体实施方式中，所述第一关系式通过所述预先实验求解的方法为：
向所述微粒捕集器通气体，采集所述微粒捕集器的进气端的第二背压数值P2；采集所述进气端的第二流速v2；所述进气端为所述微粒捕集器的所述第一进口；所述气体不含所述颗粒悬浮物；
根据所述第二背压数值P2、所述第二流速v2以及所述横截面积S，绘制所述第二背压数值P2和所述横截面积S的乘积P2S与所述第二流速v2的关系曲线图；
根据所述关系曲线图拟合出所述第一阻力f无与所述第一连接处无所述颗粒悬浮物时的所述流速v的关系f无(v)。
在一具体实施方式中，所述微粒捕集器的材质为壁流式蜂窝陶瓷。
在一具体实施方式中，所述电磁脉冲阀开启的时长为预设时长。
在另一具体实施方式中，所述扫气阀开启的时长和所述排气阀的闭合时长均与所述电磁脉冲阀开启的预设时长相同。
本发明的有益效果是：在本发明中，通过采集所述第一背压数值P1和所述第一流速v1，间接求解得到所述第二阻力f颗，准确获得所述微粒捕集器内的所述颗粒悬浮物的颗粒量，及时的对所述颗粒悬浮物进行反冲回收，减少所述微粒捕集器内的所述颗粒悬浮物的颗粒量；一方面，降低所述第一背压数值P1，有效提高柴油发动机的工作效率；另一方面，有效防止所述微粒捕集器内的所述颗粒悬浮物的颗粒量过多而随净化过的尾气排出到大气中，有效提高柴油发动机尾气的净化程度，有效减少柴油发动机尾气带来的空气污染；通过检测排气管中的所述颗粒物含量L，有效防止因反冲回收不充分而导致颗粒物进入排气管随尾气排到大气中；通过二次检测的方式，进一步提高尾气的净化程度。
附图说明
图1为本发明一具体实施方式中一种柴油发动机尾气处理悬浮物检测方法的流程框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，在本发明的具体实施例中，提供一种柴油发动机尾气处理悬浮物检测方法，所述方法包括如下步骤：
步骤S1、获取发动机的第一出口与微粒捕集器的第一进口的第一连接处的第一背压数值P1；获取所述第一连接处的尾气的第一流速v1；所述发动机的所述第一出口与所述微粒捕集器的所述第一进口的所述第一连接处的横截面积为S；
步骤S2、获取所述第一连接处无所述颗粒悬浮物时，所述第一连接处产生的第一阻力f无；其中，所述第一阻力f无通过所述第一流速v1与第一关系式f无(v)获取；所述第一关系式f无(v)通过预先实验求解；所述第一关系式f无(v)为：所述第一阻力f无与所述第一连接处无所述颗粒悬浮物时的流速v的关系；
步骤S3、根据所述第一背压数值P1和所述横截面积S，求解所述第一连接处受到的总阻力f总；其中，所述总阻力f总＝P1S；
步骤S4、根据所述总阻力f总和所述第一阻力f无，求解所述第一连接处因所述颗粒悬浮物所产生的第二阻力f颗；其中，所述第二阻力f颗＝f总-f无；所述第二阻力f颗满足f颗＝γCv1 2，其中系数γ为定值，所述C为所述颗粒悬浮物的颗粒量；
步骤S5、根据所述第二阻力f颗和所述第一流速v1求解第一比值M；判断所述第一比值M与第一预设值MTH的大小关系；其中，所述第一比值
Figure BDA0002808849850000051
步骤S6、根据所述第一比值M与预设值MTH的大小关系，控制电磁脉冲阀、扫气阀以及排气阀的开启和闭合；当M≥MTH时，通过第一控制模块控制所述电磁脉冲阀开启，储气装置内的压缩空气对所述微粒捕集器的所述颗粒悬浮物进行反冲，使所述颗粒悬浮物进入二次收集装置，通过第二控制模块控制所述扫气阀开启，使得所述柴油发动机尾气中的无害气体经所述扫气阀排出，通过第三控制模块控制所述排气阀闭合；当M≤MTH时，通过所述第一控制模块控制所述电磁脉冲阀闭合，通过所述第二控制模块控制所述扫气阀闭合，通过所述第三控制模块控制所述排气阀开启；
步骤S7、实时检测排气管中尾气的颗粒物含量L，判断所述颗粒物含量与第二预设值LTH的大小关系；当所述颗粒物含量L大于所述第二预设值LTH时，通过所述第一控制模块控制所述电磁脉冲阀开启，通过所述第二控制模块控制所述扫气阀开启，通过所述第三控制模块控制所述排气阀闭合。
在本实施例中，所述第一关系式通过所述预先实验求解的方法为：
向所述微粒捕集器通气体，采集所述微粒捕集器的进气端的第二背压数值P2；采集所述进气端的第二流速v2；所述进气端为所述微粒捕集器的所述第一进口；所述气体不含所述颗粒悬浮物；
根据所述第二背压数值P2、所述第二流速v2以及所述横截面积S，绘制所述第二背压数值P2和所述横截面积S的乘积P2S与所述第二流速v2的关系曲线图；
根据所述关系曲线图拟合出所述第一阻力f无与所述第一连接处无所述颗粒悬浮物时的所述流速v的关系f无(v)。
在本实施例中，所述微粒捕集器的材质为壁流式蜂窝陶瓷。
在本实施例中，所述电磁脉冲阀开启的时长为预设时长。
在另一实施例中，所述扫气阀开启的时长和所述排气阀的闭合时长均与所述电磁脉冲阀开启的预设时长相同。
以上详细描述了本发明的具体实施例。应当理解，本发明的具体实施例并不唯一，本领域的普通技术人员可以在权利要求的范围内根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本领域中的技术人员根据本发明的具体实施例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 (5)

1.一种柴油发动机尾气处理悬浮物检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤S1、获取发动机的第一出口与微粒捕集器的第一进口的第一连接处的第一背压数值P1；获取所述第一连接处的尾气的第一流速v1；所述发动机的所述第一出口与所述微粒捕集器的所述第一进口的所述第一连接处的横截面积为S；
步骤S2、获取所述第一连接处无所述颗粒悬浮物时，所述第一连接处产生的第一阻力f无；其中，所述第一阻力f无通过所述第一流速v1与第一关系式f无(v)获取；所述第一关系式f无(v)通过预先实验求解；所述第一关系式f无(v)为：所述第一阻力f无与所述第一连接处无所述颗粒悬浮物时的流速v的关系；
步骤S3、根据所述第一背压数值P1和所述横截面积S，求解所述第一连接处受到的总阻力f总；其中，所述总阻力f总＝P1S；
步骤S4、根据所述总阻力f总和所述第一阻力f无，求解所述第一连接处因所述颗粒悬浮物所产生的第二阻力f颗；其中，所述第二阻力f颗＝f总-f无；所述第二阻力f颗满足f颗＝γCv1 2，其中系数γ为定值，所述C为所述颗粒悬浮物的颗粒量；
步骤S5、根据所述第二阻力f颗和所述第一流速v1求解第一比值M；判断所述第一比值M与第一预设值MTH的大小关系；其中，所述第一比值
Figure FDA0002808849840000011
步骤S6、根据所述第一比值M与预设值MTH的大小关系，控制电磁脉冲阀、扫气阀以及排气阀的开启和闭合；当M≥MTH时，通过第一控制模块控制所述电磁脉冲阀开启，储气装置内的压缩空气对所述微粒捕集器的所述颗粒悬浮物进行反冲，使所述颗粒悬浮物进入二次收集装置，通过第二控制模块控制所述扫气阀开启，使得所述柴油发动机尾气中的无害气体经所述扫气阀排出，通过第三控制模块控制所述排气阀闭合；当M≤MTH时，通过所述第一控制模块控制所述电磁脉冲阀闭合，通过所述第二控制模块控制所述扫气阀闭合，通过所述第三控制模块控制所述排气阀开启；
步骤S7、实时检测排气管中尾气的颗粒物含量L，判断所述颗粒物含量与第二预设值LTH的大小关系；当所述颗粒物含量L大于所述第二预设值LTH时，通过所述第一控制模块控制所述电磁脉冲阀开启，通过所述第二控制模块控制所述扫气阀开启，通过所述第三控制模块控制所述排气阀闭合。
2.如权利要求1所述的一种柴油发动机尾气处理悬浮物检测方法，其特征在于，所述第一关系式通过所述预先实验求解的方法为：
向所述微粒捕集器通气体，采集所述微粒捕集器的进气端的第二背压数值P2；采集所述进气端的第二流速v2；所述进气端为所述微粒捕集器的所述第一进口；所述气体不含所述颗粒悬浮物；
根据所述第二背压数值P2、所述第二流速v2以及所述横截面积S，绘制所述第二背压数值P2和所述横截面积S的乘积P2S与所述第二流速v2的关系曲线图；
根据所述关系曲线图拟合出所述第一阻力f无与所述第一连接处无所述颗粒悬浮物时的所述流速v的关系f无(v)。
3.如权利要求1所述的一种柴油发动机尾气处理悬浮物检测方法，其特征在于，所述微粒捕集器的材质为壁流式蜂窝陶瓷。
4.如权利要求1所述的一种柴油发动机尾气处理悬浮物检测方法，其特征在于，所述电磁脉冲阀开启的时长为预设时长。
5.如权利要求4所述的一种柴油发动机尾气处理悬浮物检测方法，其特征在于，所述扫气阀开启的时长和所述排气阀的闭合时长均与所述电磁脉冲阀开启的预设时长相同。
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Denomination of invention: A Method for Detecting Suspended Matter in Diesel Engine Exhaust Gas Treatment

Effective date of registration: 20230330

Granted publication date: 20220617

Pledgee: China Co. truction Bank Corp Putian Chengxiang branch

Pledgor: YITONG ENVIRONMENTAL PROTECTION (PUTIAN) Co.,Ltd.

Registration number: Y2023350000096