一种应用压阻传感器的汽车后处理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及汽车尾气处理的技术领域，具体涉及一种应用压阻传感器的汽车后处理系统。
【背景技术】
[0002]随着国IV，国V排放法规提升，汽车柴油机尾气处理系统显得愈发重要；柴油机尾气中通常包含CO、HC、NOx、微粒PM，经过长期的探索，目前国内汽车柴油机后处理系统通常采用:预处理PRE-CAT+催化氧化装置DOC+颗粒捕集器颗粒捕集器+废气再循环EGR，其中PRE-CAT和DOC主要处理C0、HC，通过催化氧化反应，将有害气体C0、HC转化成C02和H20，同时提高排气温度，为颗粒捕集器主动再生创造条件；EGR主要处理NOx，NOx产生的前提是高温、富氧，所以适当的废气再循环能够降低进气系统的氧浓度，同时由于氧浓度的降低，导致燃烧室温度降低；合理的EGR率能够在不影响整车动力的同时，减少废气系统中NOx的浓度。颗粒捕集器负责收集废气中未充分燃烧的颗粒PM，主要通过中央控制器启动再生程序来处理。选择精确合理的再生程序触发时刻是一个技术难点。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是针对上述技术现状，而提供一种成本低廉，维护方便，灵敏度高，能精确、合理、迅速触发再生程序，高标准的完成汽尾气处理的汽车后处理系统。
[0004]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:
[0005]一种应用压阻传感器的汽车后处理系统，包括汽车后处理管道，汽车后处理管道中设置有催化氧化装置和颗粒捕集器，其特征是:颗粒捕集器上安装有压阻式压力传感器，当颗粒在颗粒捕集器上聚集时，在颗粒捕集器两侧产生压力差，压阻式压力传感器能感应颗粒捕集器两侧压力差并将信号反馈给中央控制器，当压力差达到预定值时，中央控制器控制缸内后喷或排气管喷射柴油，催化氧化装置将混有柴油的排气氧化，氧化后的高温气体流向颗粒捕集器，燃烧颗粒。
[0006]为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括:
[0007]上述的压阻式压力传感器将电阻条集成在单晶硅膜片上制成硅压阻芯片，并将此芯片的周边固定封装于外壳之内，芯片的电极引线从外壳中引出。
[0008]上述的硅压阻芯片上设置有四个等值导体电阻，组成惠斯通电桥，当压阻式压力传感器的膜片受力后，电阻值发生变化，使电桥输出而测得压力的变化。
[0009]上述的与惠斯通电桥相连的压电电阻嵌植于膜片表面。
[0010]上述的中央控制器为电子控制单元。
[0011]汽车尾气中颗粒PM的处理主要靠再生程序，而再生程序的触发时刻十分讲究，因为再生过程太频繁，会增加燃油消耗量；相反，间隔太长，则可能到期发动机损坏或颗粒捕集器失效。本实用新型用压力传感器检测柴油机后处理系统中颗粒捕集器DPF前后通道的压力差，压力传感器检测DPF两端压力差并将信号反馈给ECU，从而判断DPF颗粒聚集程度；当压力差达到一定值，启动主动再生程序:缸内后喷，通过催化氧化装置DOC将混有柴油的排气氧化，提高排气温度，从而烧掉DPF捕捉下来的颗粒。主动再生能够防止DPF堵塞，影响行车安全。
[0012]现有的压力传感器的种类繁多，如电阻应变片压力传感器、半导体应变片压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。本实用新型选用压阻式压力传感器，相较于其他的压力传感器，压阻式压力传感器具有以下优点:
[0013]1.频率响应尚；
[0014]2.体积小、耗电少；
[0015]3.灵敏度高、精度好，可测量到0.1%的精确度；
[0016]4.无运动部件(敏感元件与转换元件一体);
[0017]5.成本低廉。
[0018]因此，本专利设计柴油机后处理系统具有成本低廉，维护方便，灵敏度高，能精确、合理、迅速触发再生程序，高标准的完成汽尾气处理。
【附图说明】
[0019]图1是本实用新型的结构示意图；
[0020]图2是惠斯通电桥的结构示意图；
[0021]图3是压阻式压力传感器的工作原理图；
[0022]图4是压电阻压力传感器工作曲线。
[0023]其中，附图标记为:汽车后处理管道1、催化氧化装置2、颗粒捕集器3、压阻式压力传感器4、中央控制器5。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细描述。
[0025]一种应用压阻传感器的汽车后处理系统，包括汽车后处理管道1，汽车后处理管道I中设置有催化氧化装置2和颗粒捕集器3，其中:颗粒捕集器3上安装有压阻式压力传感器4，当颗粒在颗粒捕集器3上聚集时，在颗粒捕集器3两侧产生压力差，压阻式压力传感器4能感应颗粒捕集器3两侧压力差并将信号反馈给中央控制器5，当压力差达到预定值时，中央控制器5控制缸内后喷或排气管喷射柴油，当压力差达到预定值时，同时缸内温度达到起燃温度，喷油器从催化氧化装置上游喷入柴油，与发动机的排气混合雾化，然后经催化氧化装置氧化产生大量热量，提高排气温度，达到预定值时，点燃DPF载体上吸附的PM，燃烧颗粒。
[0026]实施例中，压阻式压力传感器4将电阻条集成在单晶硅膜片上制成硅压阻芯片，并将此芯片的周边固定封装于外壳之内，芯片的电极引线从外壳中引出。
[0027]实施例中，硅压阻芯片上设置有四个等值导体电阻，组成惠斯通电桥，当压阻式压力传感器4的膜片受力后，电阻值发生变化，使电桥输出而测得压力的变化。
[0028]实施例中，与惠斯通电桥相连的压电电阻嵌植于膜片表面。
[0029]实施例中，中央控制器5为电子控制单元。
[0030]本实用新型采用压电阻压力传感器，测量颗粒补集器DPF两端压力，从而控制DPF再生时刻及额外燃油注射量。
[0031]压阻式压力传感器是由平面应变传感器发展起来的一种新型压力传感器。压阻式压力传感器采用集成工艺将电阻条集成在单晶硅膜片上制成硅压阻芯片，并将此芯片的周边固定封装于外壳之内，引出电极引线。它以硅片作为弹性敏感元件，在该膜片上用集成电路扩散工艺制成四个等值导体电阻，组成惠斯通电桥，当膜片受力后、由于半导体的压阻效应.电阻值发生变化，使电桥输出而测得压力的变化，利用这种方法制成的压力传感器叫压阻式压力传感器。压阻式压力传感器内部结构有以下特点:
[0032]1、压力施加至硅隔膜时，在其中心产生拉伸应力，边缘产生挤压应力；
[0033]2、与惠斯通电桥相连的压电电阻嵌植于硅隔膜表面；
[0034]3、应变力导致压电电阻阻值变化，电桥发生不平衡，这种不平衡被进一步放大并在信号调节电路中加以补偿，从而输出相应的电压信号。
[0035]本专利中用于柴油机后处理系统压电阻压力传感器工作特性为:
[0036]工作电压:5±0.25V
[0037]最大电流:10mA
[0038]最大响应时间:I2Oms(63%out)
[0039]工作温度:-30° C to 135 ° C
[0040]压力范围:0_lbar
[0041]输出电压:10%VCCat O barD and 92%±2% VCC at I barD，如图 4 所示。
[0042]本实用新型的发动机转速越高，DPF两端压差越大，DPS反馈给ECU的电压信号就越大，三者的关系基本为正比例线性关系；压电阻压力传感器灵敏度高，在低电压部分会有稍许波动，不影响最终测试结果。
[0043]以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种应用压阻传感器的汽车后处理系统，包括汽车后处理管道(I)，所述的汽车后处理管道(I)中设置有催化氧化装置(2)和颗粒捕集器(3)，其特征是:所述的颗粒捕集器(3)上安装有压阻式压力传感器(4)，当颗粒在颗粒捕集器(3)上聚集时，在颗粒捕集器(3)两侧产生压力差，所述的压阻式压力传感器(4)能感应颗粒捕集器(3)两侧压力差并将信号反馈给中央控制器(5)，当压力差达到预定值时，所述的中央控制器(5)控制缸内后喷或排气管喷射柴油，所述的催化氧化装置(2)将混有柴油的排气氧化，氧化后的高温气体流向颗粒捕集器(3)，燃烧颗粒。2.根据权利要求1所述的一种应用压阻传感器的汽车后处理系统，其特征是:所述的压阻式压力传感器(4)将电阻条集成在单晶硅膜片上制成硅压阻芯片，并将此芯片的周边固定封装于外壳之内，芯片的电极引线从外壳中引出。3.根据权利要求2所述的一种应用压阻传感器的汽车后处理系统，其特征是:所述的硅压阻芯片上设置有四个等值导体电阻，组成惠斯通电桥，当压阻式压力传感器(4)的膜片受力后，电阻值发生变化，使电桥输出而测得压力的变化。4.根据权利要求3所述的一种应用压阻传感器的汽车后处理系统，其特征是:与惠斯通电桥相连的压电电阻嵌植于膜片表面。5.根据权利要求4所述的一种应用压阻传感器的汽车后处理系统，其特征是:所述的中央控制器(5)为电子控制单元。
【专利摘要】本实用新型公开了一种应用压阻传感器的汽车后处理系统，包括汽车后处理管道，汽车后处理管道中设置有催化氧化装置和颗粒捕集器，其特征是：颗粒捕集器上安装有压阻式压力传感器，当颗粒在颗粒捕集器上聚集时，在颗粒捕集器两侧产生压力差，压阻式压力传感器能感应颗粒捕集器两侧压力差并将信号反馈给中央控制器，当压力差达到预定值时，中央控制器控制缸内后喷或排气管喷射柴油，催化氧化装置将混有柴油的排气氧化，氧化后的高温气体流向颗粒捕集器，燃烧颗粒。本实用新型具有成本低廉，维护方便，灵敏度高，能精确、合理、迅速触发再生程序，高标准的完成汽尾气处理的优点。
【IPC分类】F01N3/035, F01N11/00, F01N3/025, F01N9/00
【公开号】CN204783184
【申请号】CN201520448041
【发明人】宗许宁, 胡娅娅
【申请人】江苏海事职业技术学院
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年6月26日