发动机起动过程分阶段微粒采样系统的制作方法
【专利摘要】发动机起动过程分阶段微粒采样系统属发动机【技术领域】，本实用新型中主排气管入口端与发动机排气管固接，主排气管出口端设有电磁阀Ⅰ；支排气管Ⅰ入口端、支排气管Ⅱ出口端和支排气管Ⅲ入口端固接，并互通；支排气管Ⅰ出口端与采样袋Ⅰ入口固接，支排气管Ⅲ出口端与采样袋Ⅱ入口固接，支排气管Ⅱ入口端固接于主排气管的发动机排气管和电磁阀Ⅰ之间段，并与主排气管相通；支排气管Ⅰ中部设有电磁阀Ⅱ，支排气管Ⅱ中部设有电磁阀Ⅲ，支排气管Ⅲ中部设有电磁阀Ⅳ；电磁阀Ⅰ、电磁阀Ⅱ、电磁阀Ⅲ和电磁阀Ⅳ均由电控单元控制；本实用新型能很好地适用于汽油机起动过程排放尾气的采样，便于对微粒质量的测量和对微粒成分的分析，结构简单、使用方便。
【专利说明】发动机起动过程分阶段微粒采样系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属发动机【技术领域】，具体涉及一种基于袋式采样法对发动机起动过程排放的尾气进行分阶段收集的系统。
【背景技术】
[0002]缸内直喷汽油机相对于传统进气道喷射汽油机来说，缸内直喷汽油机喷射到缸内的燃油雾化吸热，从而降低缸内温度，提高了充量系数，故提高了燃油经济性，因此缸内直喷汽油机得到广泛的应用。但由于缸内直喷汽油机制取混合气的方式与进气道喷射汽油机不同，从而导致排放的颗粒物质量浓度及数量浓度都远远比进气道喷射汽油机排放得多。悬浮在空气中的颗粒物不仅对环境造成污染，而且不同粒径的颗粒物能分别进入咽喉和肺泡，对人体也会产生不利的影响。欧五排放标准里面就特别加入了规定缸内直喷汽油机排放微粒质量这一项。因此收集发动机排放的颗粒物以便后续对颗粒物的研宄有很重要的现实意义及长远意义。
[0003]国三排放标准最明显区别于先前的国家标准是取消了冷起动后40s的暖机时间，此外，冷起动过程是整个测试循环中燃烧情况最为恶劣的过程，故研宄发动机起动过程40s内的排放是很有必要的。
[0004]图2由现有实验数据研宄所获得，为缸内直喷汽油机起动过程40s内排放的微粒数量浓度随时间的变化历程图。由图2可看出，在发动机起动的几秒内，微粒数量浓度经历了快速上升与急剧下降，此后，发动机进入怠速，微粒数量浓度也趋于平静。因这两个阶段的工况不一致，故将缸内直喷汽油机起动过程的40s分成两个阶段，并分别收集两个阶段的微粒，为方便后续的微粒研宄和减少微粒的控制策略的制定提供参考依据。
[0005]现有对缸内直喷汽油机起动过程排放微粒的研宄还未考虑起动过程工况的变化，将不同工况下排放的微粒一起收集后分析，所得的实验结果不能真正反映实际发动机排放的微粒情况。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种对发动机起动过程排放的尾气进行分阶段采样的系统。
[0007]为实现上述目的，本实用新型在支排气管上设置两个采样袋以分别对起动过程两个阶段进行尾气收集。
[0008]本实用新型由发动机1、主排气管2、电磁阀I 3、电控单元4、采样袋I 5、支排气管I 6、电磁阀II 7、电磁阀III 8、支排气管II 9、电磁阀IV 10、支排气管III 11和采样袋II 12组成，其中主排气管2入口端与发动机I排气管固接，主排气管2出口端设有电磁阀I 3;支排气管I 6入口端、支排气管II 9出口端和支排气管III 11入口端固接，并互通；支排气管I 6出口端与采样袋I 5入口固接，支排气管III 11出口端与采样袋II 12入口固接，支排气管II 9入口端固接于主排气管2的发动机I排气管和电磁阀I 3之间段，并与主排气管2相通；支排气管I 6中部设有电磁阀II 7，支排气管II 9中部设有电磁阀1118，支排气管III 11中部设有电磁阀IV 10 ;电磁阀I 3、电磁阀II 7、电磁阀III 8和电磁阀IV 10均由电控单元4控制。
[0009]电控单元4根据预设的采样时刻对电磁阀I 3、电磁阀II 7、电磁阀III 8和电磁阀IV 10进行控制以开闭主支排放管，从而实现对尾气的收集。
[0010]本实用新型可实现发动机起动过程排放的尾气进行分阶段收集。通过关闭电磁阀I 3和开启电磁阀III8，根据需要开启电磁阀II 7或电磁阀IV 10，从而实现对尾气分阶段的收集。
[0011 ] 本实用新型系统的工作过程是:当发动机I起动时，电控单元4控制电磁阀I 3关闭，电磁阀II 7和电磁阀III8开启，收集第一个阶段的尾气于采样袋I 5中，第一阶段收集完成后关闭电磁阀II 7，并开启电磁阀IV 10，收集第二个阶段的尾气于采样袋II 12中，第二阶段收集完成后，关闭电磁阀III 8和电磁阀IV 10，开启电磁阀I 3，此时尾气流经主排气管2排出，尾气收集完毕。
[0012]本实用新型的有益效果是:
[0013]1.可实现对起动过程排放尾气的分阶段收集，能很好地适用于汽油机起动过程排放尾气的采样；
[0014]2.由于电磁阀的快速响应性，使得本实用新型应用于缸内直喷汽油机所测数据准确。
[0015]3.便于对微粒质量的测量和对微粒成分的分析。
[0016]4.结构简单、使用方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为发动机起动过程分阶段采样系统的结构示意图
[0018]图2为97#汽油微粒数量浓度变化历程图
[0019]其中:1.发动机2.主排气管3.电磁阀I 4.电控单元5.采样袋I 6.支排气管I 7.电磁阀II 8.电磁阀III 9.支排气管II 10.电磁阀IV 11.支排气管III12.采样袋II
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图1对本实用新型作更详细说明:
[0021]本实用新型由发动机1、主排气管2、电磁阀I 3、电控单元4、采样袋I 5、支排气管I 6、电磁阀II 7、电磁阀III 8、支排气管II 9、电磁阀IV 10、支排气管III 11和采样袋II 12组成，其中主排气管2入口端与发动机I排气管固接，主排气管2出口端设有电磁阀I 3;支排气管I 6入口端、支排气管II 9出口端和支排气管III 11入口端固接，并互通；支排气管
I6出口端与采样袋I 5入口固接，支排气管III 11出口端与采样袋II 12入口固接，支排气管II 9入口端固接于主排气管2的发动机I排气管和电磁阀I 3之间段，并与主排气管2相通；支排气管I 6中部设有电磁阀II 7，支排气管II 9中部设有电磁阀1118，支排气管III 11中部设有电磁阀IV 10 ;电磁阀I 3、电磁阀II 7、电磁阀III 8和电磁阀IV 10均由电控单元4控制。
[0022]电控单元4根据预设的采样时刻对电磁阀I 3、电磁阀II 7、电磁阀III 8和电磁阀IV 10进行控制以开闭主支排放管，从而实现对尾气的收集。
[0023]本实用新型中发动机I可适用于中小排量的缸内直喷汽油机。
[0024]主排气管2使用原机排气管即可。
[0025]电磁阀I 3、电磁阀II 7、电磁阀III 8和电磁阀IV 10均采用耐高温提升阀，其驱动力由伺服电机提供。
[0026]电控单元4存有80c 196芯片，以控制电磁阀I 3、电磁阀II 7、电磁阀III 8和电磁阀IV 10的开闭。
[0027]采样袋I 5和采样袋II 12选用材料为普通聚乙烯薄膜的采样袋。
[0028]支排气管I 6、支排气管II 9和支排气管IIIll可使用与主排气管2相同材质的管。
[0029]本实用新型系统工作时，电控单元4事先设定采样时刻。发动机I起动后，电控单元4按照第一个阶段的采样时刻闭电磁阀I 3，同时发出指令开启电磁阀III 8和电磁阀
II7，使发动机尾气收集入采样袋I 5。待发动机工作完成第一个阶段采样时刻时，电控单元发出指令关闭电磁阀II 7，同时开启电磁阀IV 10，使发动机尾气收集入采样袋II 12。待发动机工作完成第二个阶段采样时刻时，电控单元发出指令关闭电磁阀III 8和电磁阀IV 10，同时开启电磁阀I 3，此时尾气收集完毕，发动机尾气流经主排气管2排放到大气中。
【权利要求】
1.一种发动机起动过程分阶段微粒采样系统，由发动机主排气管(2^电磁阀I (3^电控单元(4)、采样袋I (5)、支排气管I (6)、电磁阀II (7)、电磁阀III⑶、支排气管II (9)、电磁阀IV (10)、支排气管III (11)和采样袋II (12)组成，其特征在于其中主排气管⑵入口端与发动机⑴排气管固接，主排气管⑵出口端设有电磁阀I (3)；支排气管I (6)入口端、支排气管II (9)出口端和支排气管III (11)入口端固接，并互通；支排气管I (6)出口端与采样袋I (5)入口固接，支排气管III (11)出口端与采样袋II (12)入口固接，支排气管II (9)入口端固接于主排气管⑵的发动机⑴排气管和电磁阀I (3)之间段，并与主排气管(2)相通；支排气管I (6)中部设有电磁阀II (7),支排气管II (9)中部设有电磁阀III⑶，支排气管III (11)中部设有电磁阀IV (10)；电磁阀I⑶、电磁阀II (7)、电磁阀III⑶和电磁阀IV (10)均由电控单元⑷控制。
【文档编号】G01N1/22GK204255704SQ201420786098
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月13日 优先权日:2014年12月13日
【发明者】陈静, 苏岩, 洪伟, 解方喜, 韩林沛, 徐群杰, 王亚川, 李宏涛, 张富伟, 王鑫峰 申请人:吉林大学