[发明专利]曲轴箱废气传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机管理系统(EMS)的传感器，利用内燃机的尾气排放标 准换算成内燃机的曲轴箱废气的流量来判断内燃机尾气排放是否超标，内燃机曲轴 箱排出的废气量来检测内燃机的气缸、活塞、活塞环的磨损状况，将该状况转换成 模拟的或数字的电信息给内燃机管理系统，由电控系统内的嵌入程序分析运算达到 自动控制的目的。称之为曲轴箱废气传感器。

背景技术

现有的内燃机都有曲轴箱通风系统，该系统的作用是将燃烧室泄露到曲轴箱的 可燃气和污染气通过油气分离器及单向阀(PVC)引入进气系统。通过内燃机的再次 燃烧。减少曲轴箱废气直接排放对大气的污染。新启用的内燃机由于活塞组件(活 塞组件包括汽缸桶、活塞、活塞环，以下简称活塞组件。)的装配尺寸精度很高， 相对密封性很好。所以在使用初期燃烧室经活塞组件向曲轴箱泄露的气体很少，能 量较低。到中期活塞组件存在不同程度的磨损，相对向曲轴箱泄露的气体量和能量 增多。到晚期活塞组件磨损的比较严重，内燃机在压缩、爆燃时向曲轴箱泄露的气 体量和能量大为增多。同时内燃机的燃烧充分性、动力性、经济性及尾气的排污都 很差。通过检测曲轴箱废气量的大小，可以判断活塞组件的磨损程度。从而向内燃 机管理系统(EMS)提供一个故障信息。这个信息接口称为曲轴箱废气传感器。内 燃机管理系统按内燃机的种类可分为两种：汽油机(奥托机)和柴油机(迪塞尔机)。 他们的内燃机电子控制装置或单元(ECU)大同小异，目前均没设置曲轴箱废气传 感器，尚属空白。以下简称废气传感器或传感器。

发明内容

本发明的目的在于从内燃机的燃烧室经过活塞组件向曲轴箱泄露的压缩气和 爆燃气的增量来判断活塞组件的磨损程度和活塞组件的工作质量。众所周知：内燃 机中密封燃烧室的元件有两种，分别是活塞环和气门。活塞环是活塞组件中密封活 塞与汽缸之间的间隙。活塞环的密封原理是第一道气环与第二道气环的开口相错 120°-180°角，使开口的漏气通过一个迷宫式的通道来减少泄露量。当内燃机经过 使用后，汽缸、活塞环、活塞都有不同程度的磨损。所以活塞环在汽缸内的开口端 隙、在活塞上环槽内的侧隙都增大，导致内燃机在压缩、爆燃冲程的压缩气和爆燃 气从燃烧室经活塞环的开口端隙、环槽侧隙向曲轴箱泄露。泄露的气体中含有大量 的未燃烧的和未燃净的可燃碳化物气体及污染气(HC、C、OC、NO_X)。这些泄露的气 体经曲轴箱通风系统再进入燃烧室燃烧。由此利用检测曲轴箱通风系统的气体流量 和能量的大小来判断活塞组件的工作质量(包括活塞环开口端隙对口破坏密封 性。)，也就是利用尾气排放标准换算成曲轴箱废气的流量来判断内燃机尾气排放是 否超标，向内燃机管理系统(EMS)提供一个故障信息。

本发明的目的是这样实现的：利用尾气排放标准换算成曲轴箱废气的流量来判 断内燃机尾气排放是否超标，采用叶板式、叶轮式、卡门涡旋式、热线式或热膜式 流量计的结构组成曲轴箱废气传感器。安装在曲轴箱通风系统的最前端紧靠曲轴箱 壁或气门室盖处，废气传感器的一端与曲轴箱壁或气门室盖(曲轴箱通风系统的入 口一般都设在曲轴箱壁或气门室盖上。)的通风出口处连接，连接接口设一密封垫 在曲轴箱壁或气门室盖与废气传感器之间起密封作用。另一端与曲轴箱通风系统以 管道式软管连接。废气传感器带法兰的一端为传感器座，另一端为传感器管接头。 传感器座与传感器管接头以子母扣的形式连接，在连接口内设一叶板仓、叶轮仓、 卡门涡旋仓、热线仓或热膜仓。下面以叶板式流量计的传感器来叙述实现本发明的 目的：叶板轴的一端伸入电器仓，该轴头设有一段方轴与一滑删的方孔无旋转的轴 向套接。在轴上套着一个回位螺旋弹簧钩住滑删，在弹簧的作用下叶板能弹回到垂 直传感器座通风管的轴向垂直面的位置。使叶板封堵了通风管。在电器仓设有一个 围绕叶板轴心可调的，并能紧固不动的扇形电路板。电路板设置模拟和数字两种电 路，模拟电路是可变电位器原理和利用光藕合元件与隔删组成数字电路。他们分别 由三芯和四芯防水密封电插头连接，将电信息输向内燃机管理系统。新启用的内燃 机因活塞组件的精密度较高，漏气量小，曲轴箱压力较低，推向叶板的力小，叶板 的转角小，相应的叶板轴的转角也小。当内燃机使用到中期时，从燃烧室经磨损的 活塞组件向曲轴箱泄露的废气量增多，推动废气传感器的叶板偏转量增大。同理可 知，设定某一排放标准而确定相应的曲轴箱废气能量所转换的电信号，由内燃机管 理系统的中央处理器(CPU)运算判别该内燃机是否停机待修。