隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及汽車保有量的增加,柴油機(jī)依靠熱效率高、排放低和工作可靠等優(yōu)點(diǎn)被廣泛地應(yīng)用于交通運(yùn)輸和機(jī)械工程等行業(yè),而車用國六排放法規(guī)的頒布與實(shí)施,進(jìn)一步提高了柴油機(jī)顆粒物排放的限值要求。目前最廣泛而有效的顆粒物（Particulate Matter,PM）控制方法是利用顆粒物捕集器（Diesel Particulate Filter,DPF）去除柴油機(jī)排氣中的顆粒物。為了檢測柴油機(jī)排氣中的顆粒物濃度,對(duì)DPF的工作情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,保證DPF的可靠運(yùn)行,需要使用顆粒物傳感器。本文對(duì)一種新型的漏電流式顆粒物傳感器進(jìn)行研究,利用數(shù)值模擬與試驗(yàn)相結(jié)合的方法,研究不同氣流狀態(tài)及顆粒物形貌下,傳感器內(nèi)顆粒物的荷電特性及運(yùn)動(dòng)狀態(tài),為下一步針對(duì)傳感器信號(hào)輸出靈敏度與準(zhǔn)確性的研究提供理論依據(jù),優(yōu)化傳感器性能。本文首先利用模擬軟件建立顆粒物傳感器在排氣管上的三維結(jié)構(gòu)模型并對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格劃分,針對(duì)傳感器內(nèi)部的流場、電場分布耦合規(guī)律以及顆粒相的流動(dòng)規(guī)律選取合適的物理場模型,建立傳感器內(nèi)部的多物理場耦合分布計(jì)算模型,將截面處的模擬流速分布與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證所建立模型的準(zhǔn)確性。利用所建立模型,模擬傳感... 

【文章來源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

柴油機(jī)顆粒物粒徑分布圖

機(jī)漏電流式顆粒物傳感器內(nèi)顆粒物荷電特性的研究6器主要利用多陶瓷技術(shù)將氧化鋁絕緣層、鉑基電路和氧化鋯層結(jié)合在一起，通過兩個(gè)梳子式的交叉電極對(duì)顆粒物濃度進(jìn)行測量。西島大貴等人提出在傳感器的電極間添加電解質(zhì)，通過釋放氧粒子加快清除積聚于電極間的顆粒物，提高傳感器的使用壽命[50]。D.Grondina等人通過對(duì)傳感器的輸出信號(hào)值進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，施加于傳感器上的電壓會(huì)影響傳感器的信號(hào)輸出[51]。電阻式顆粒物傳感器的主要工作原理是當(dāng)排氣經(jīng)DPF排出后，通過傳感器外殼進(jìn)入傳感器后，會(huì)沉積在傳感器內(nèi)的交叉電極上（如圖1.2），從而形成一個(gè)導(dǎo)電通路，隨著沉積碳煙量的變化，電極間的電阻值也會(huì)發(fā)生變化，建立碳煙沉積量與電阻值之間的函數(shù)關(guān)系，便能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)排氣中碳煙濃度的測量。當(dāng)沉積的碳煙量達(dá)到一定值時(shí)，會(huì)造成電極間的短路，需要通過加熱器進(jìn)行再生，燒掉沉積的碳煙并重新開始測量。因此電阻式顆粒物傳感器的信號(hào)值是一段時(shí)間內(nèi)沉積顆粒物的累加值，不能夠直接顯示顆粒物的瞬態(tài)濃度值，需要對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行修正標(biāo)定，才能夠獲得近似的顆粒物濃度。（a）交叉電極，加熱單元，測溫單元（b）傳感器電極間沉積顆粒物圖1.2電阻式顆粒物傳感器示意圖Fig.1.2SchematicdrawingofaresistivePMsensor(a)Crosselectrode,heatingunit,temperaturemeasuringunit(b)Depositionofparticlesbetweensensorelectrodes圖1.3為傳感器的輸出信號(hào)值與顆粒物沉積量之間的關(guān)系。從圖中可以看出，自傳感器再生后開始測量到傳感器測量電流到達(dá)閾值，所經(jīng)歷的時(shí)間為顆粒物傳感器的響應(yīng)時(shí)間。將傳感器的信號(hào)響應(yīng)時(shí)間輸入ECU，ECU通過對(duì)比實(shí)際響應(yīng)時(shí)間與標(biāo)定獲得顆粒物傳感器臨界響應(yīng)時(shí)間信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，得到DPF的實(shí)際工作狀態(tài)，當(dāng)實(shí)際響應(yīng)時(shí)間大于標(biāo)定響應(yīng)時(shí)

江蘇大學(xué)碩士學(xué)位論文7圖1.3傳感器的輸出信號(hào)值與顆粒物沉積量之間的變化關(guān)系Fig.1.3Therelationshipbetweentheoutputsignalvalueofthesensorandthedepositionofparticles圖1.4基于顆粒物傳感器信號(hào)的DPF監(jiān)測機(jī)理Fig.1.4DPFmonitoringmechanismbasedonparticlesensorsignal1.3.2電容式顆粒物傳感器AtsuoKondo等人發(fā)現(xiàn)電容受溫度的變化的影響相比電阻要小，因此提出了電容式顆粒物傳感器，采用測量電容的方式來得到顆粒物濃度的變化情況[52]，其主要結(jié)構(gòu)與日本特殊陶業(yè)株式會(huì)社的氮氧傳感器類似（如圖1.5所示），通過一個(gè)帶有空穴的感應(yīng)單元來測量顆粒物濃度。感應(yīng)單元由氧化鋁陶瓷制成，內(nèi)含三種金屬部件，如圖1.3（b）所示，第一個(gè)部件是顆粒物的收集電極，其通過向檢


本文編號(hào)：3569549