[发明专利]一种发动机扫气系数在线检测装置

说明书

本发明提供了一种发动机扫气系数在线检测装置，包括箱体、采样管、气体成分浓度传感器；所述箱体分为上下两个腔，下腔为采样稳压腔，上腔为恒定压力腔，且两腔连通；采样测量时，气体通过中通管由下腔进入上腔；所述采样稳压腔与采样管相连；所述恒定压力腔与出气接口相连；所述箱体的恒定压力腔的侧壁安装有气体成分浓度传感器；在采样测量时对采样气体的成分浓度进行瞬时测量；所述箱体两侧壁均设有加热棒。本发明所述的在线检测装置，结构简单、设置合理可靠，能够方便地对发动机扫气系数进行在线检测，拓展应用范围宽，可以广泛应用于发动机试验室以及道路行驶的车辆上。

技术领域

本发明属于内燃机工作测试技术领域，具体涉及一种能够对发动机扫气过程进行在线检测的装置。

背景技术

内燃机的性能很大程度上依赖其换气过程。在换气过程中，进气门和排气门有一段重叠开启期，称为“气门重叠期”。在气门重叠期内，新鲜空气从进气门进入气缸，同时将气缸内的废气从排气门排挤出气缸，完成扫气过程。扫气过程直接影响发动机气缸内压缩气体的成分，对接下来的燃烧过程产生重要影响。扫气不充分时，气缸内留有较多的残余废气，阻碍燃烧过程发展，导致燃烧不充分、发动机工作不稳定、功率下降、未燃HC和碳烟排放急剧升高等问题。过度扫气时，部分新鲜进气不参与燃烧直接进入排气管内，称为“进气短路”，导致换气损失增加、泵气效率下降、油耗上升、排气成分变化、排气温度下降、后处理器不能正常工作等问题。

在增压发动机上，进气压力和排气压力随工况变化较大，压差不稳定，扫气过程的优化是一个难题。随着发动机小型强化程度的提高，发动机的增压压力也相应大幅增加。越来越多的产品发动机出现扫气效率不高的问题，出现扫气不完全、进气短路并存的现象。

在实际车辆运行过程中，由于工况和环境条件较为复杂，在发动机设计开发阶段对扫气过程的仿真计算结果与实际情况在一些工况上的差距较大，使得相应工况下燃烧系统的标定产生困难。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种可以在线测量发动机扫气效率的装置，实现对各种工况下发动机的扫气效率进行实时检测。应用本发明可根据扫气效率实测值对发动机充气效率和燃烧过程进行改善，达到降低油耗和碳烟排放的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种发动机扫气系数在线检测装置，包括箱体、采样管、气体成分浓度传感器；

所述箱体分为上下两个腔，下腔为采样稳压腔，上腔为恒定压力腔，且两腔连通；采样测量时，气体通过中通管由下腔进入上腔；

所述采样稳压腔与采样管相连；所述恒定压力腔与出气接口相连；所述箱体的恒定压力腔的侧壁安装有气体成分浓度传感器；在采样测量时对采样气体的成分浓度进行瞬时测量；

所述箱体两侧壁均设有加热棒。

本发明所述的气体成分浓度传感器为市场采购的即可，本发明不对其结构进行限定，其工作原理也是常规的。

进一步的，所述箱体的采样稳压腔与恒定压力腔由中通管相连通。

进一步的，所述采样稳压腔由下端盖涂胶密封，并与采样管相连，起到稳定采样气体压力的作用。

进一步的，所述恒定压力腔由上端盖涂胶密封。

进一步的，所述上端盖上安装有一个真空调压阀。所述真空调压阀可根据设定值在采样过程中确保恒定压力腔中的压力稳定。

进一步的，所述加热棒在采样测量时对箱体进行加热，确保采样气体在到达气体成分浓度传感器时的温度不低于250摄氏度。

进一步的，所述出气接口与一真空泵连接，作为采样时抽气的出口。