柴油机漏电流式颗粒物传感器的应用研究.pdf

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1、2016拄仪表技术与传感器2016第4期InstrumentTechniqueandSensorNo．4柴油机漏电流式颗粒物传感器的应用研究王松华，汤东，陈烈，李楠，徐亚超(1．江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江212013；2．金坛鸿鑫电子科技有限公司。江苏金坛213200)摘要：漏电流式颗粒物传感器，是一种用来实时测量颗粒物捕集器(DPF)下游颗粒(PM)质量浓度的车载装置。首先介绍了传感器的文丘里管结构和测量原理，并以Fluent软件为工具，对安装在排气管上的传感器进行了三维紊流模拟，模拟结果显示了传感器内部较好的流动性。最后通过台架试验对不同工况下，排气管上传感器的输出信号进

2、行测试分析，试验的结果验证了利用该漏电流式颗粒物传感器进行颗粒物浓度测量的可行性。关键词：颗粒物传感器；漏电流；高压电极；文丘里管中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1002-1841(2016)04-0011-02AppliedStudyonLeakageCurrentParticulateMatterSensorforDieselEngineWANGSong—hua，TANGDong，CHENLie，LINan，XUYa—chao(1．DepartmentofAutomotiveTrafficEngineering，JiangsuUniversity，Zhenjiang2

3、12013，China；2．JintanJonssenElectricTechCrop，Jintan213200，China)Abstract：Theleakagecurrentparticulatematter(PM)sensorisanon—boarddevice，whichcandetectthePMconcentrationatthebottomofthedieselparticulatematter(DPF)．Firstly，venturistructureandmeasuringprincipleofthePMsensorwereintro—duced．Andthen3Dt

4、urbulentflownumericalsimulationwasperformedonthesensorinstalledintheexhaustpipethroughthesoft—wareFluent．Theresultsofsimulationshowgoodflowabilityinsidethesensor．Atlast，sensoroutputwasmeasuredunderdifferentworkingconditionsbyexperiment．TheresultsrevealthepossibilityofPMconcentrationdetectionbyth

5、esensor．Keywords：particulatemattersensor；leakagecurrent；highvohageelectrode；venturi0引言气管中，安装方式类似于氧传感器和温度传感器。图1、图2分节能减排一直是内燃机研究的难点和热点问题之一，也是别是传感器内部流动示意图和三维结构图。推动其技术进步和创新的主要动力。柴油机由于其油耗低、温室气体CO排放量少、功率和低速扭矩大、工作可靠等优点在交通运输、工业、农业等领域等到了广泛的应用。但是柴油机尾气中的颗粒物会对人的健康和环境造成危害。当前在欧美气等国家已经将颗粒物捕集器(DPF)广泛应用于柴油机以除去口废

6、气中大多数颗粒物(PM)排放。但是如果DPF失效，PM排放将大大超过排放法规限值。为了检测DPF的失效，需要使图1漏电流式颗粒物传感器内部流动示意图用在线诊断系统(OBD)，国内外也出台了相应的OBD排放法规。美国2013排放法规(US2013)对PM的限值为10．9mg／km，而欧六法规(EU6)中，PM的限值仅为9mg／km_5J。面对如此严格的排放法规，传统的压差传感器无法满足监测要求，因而迫切需要能够测量低浓度颗粒物的传感器。目前，博世公司和NGK公司利用多层陶瓷传感器技术分别研制出基于电阻和电容原理的颗粒物传感器。。，但是其所测得的均不是颗粒物的瞬态浓度。而本文研究的漏电流式

7、颗粒物传感器，基于文丘里管原理可以实时测量低浓度的颗粒物，并依靠其低成本等害尾气流动方向优势脱颖而出。图2颗粒物传感器三维结构图1颗粒物传感器的基本介绍杯状的高压电极和筒状外壳之间形成浓度测试区，发动机漏电流式颗粒物传感器的头部垂直安装于DPF下游的排运行过程中，尾气依靠压差进入浓度测试区(如图1箭头所示)，当高压电极上的电压达到800-1500V时，尾气中的颗粒物将被基金项目：内燃机燃烧学国家重点实验室开放课题(K2014—9)；江苏省电离或