[发明专利]一种多缸发动机尾气中多环芳香烃采集系统与方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种发动机尾气排放检测技术，进一步涉及一种多缸发动机尾气中多环芳香烃采集系统与方法。

背景技术：

汽车除了大量消耗石油能源以外，其尾气也是大气环境的主要污染源之一，尾气中的颗粒物会进一步影响天气形成雾霾，对人体健康具有严重的危害，同时尾气中的多环芳香烃具有强烈的致癌、致畸和致突变性，并且其毒性随着苯环数量的增多而增加。在城市大气中，机动车排气是多环芳香烃排放的主要来源之一。多环芳香烃对颗粒物的形成与演化有重要影响，通常认为多环芳香烃是发动机排气颗粒物的前驱物，对颗粒物的生成起决定性作用。为了能够准确地采集并检测发动机尾气排放并使其满足环境保护的要求，很多国家的研究机构及设备制造公司都在进行尾气排放的采集及分析设备的研究和开发。现有的尾气采集分析装置主要包括针对CO、HC、NOx、CO2、O2以及λ过量空气系数的尾气分析仪；以及针对发动机颗粒物排放的发动机颗粒物粒径分布仪，柴油机尾气排放的烟度计等。

然而，目前的尾气采集装置大多是针对CO、HC、NOx、CO2、颗粒物以及一些醛酮类物质进行采集检测，很少涉及到多环芳香烃的采集，随着大气雾霾的持续污染，急需一种能够对发动机尾气中的多环芳香烃进行采集的装置，为颗粒物的形成与演化提供有效的技术支持；同时随着混合燃料发动机研究的深入，在缸内燃烧不同的燃料组分及比例的燃料的燃烧特性和排放特性已经成为当前发动机研究的主要方向之一，混热燃料的使用能够减少发动机颗粒物的排放，必须深入研究发动机排气颗粒物的前驱物多环芳香烃的形成路径以及影响因素，因此需要一种能够对发动机尾气中的多环芳香烃进行采集的装置。因此，一种能够对多缸发动机后处理器前后尾气进行选择切换并采集的尾气多环芳香烃采集装置就成为了发动机尾气排放研究的需求，并越来越受到人们的关注。

发明内容：

本发明是针对传统发动机尾气装置不能进行多环芳香烃采集而提出的一种多缸发动机尾气中多环芳香烃采集系统及方法，其目的就是通过一套设备能够快速实现不同试验工况的切换并采集发动机尾气中的固相多环芳香烃和气相多环芳香烃。

本发明的技术方案如下：

一种多缸发动机尾气中多环芳香烃采集系统，包括：

ECU25；第一采样探头30，一端与排气管1连通，然后依次串接的第一电磁阀31、金属管29，第二采样探头8、第二电磁阀9、多环芳香烃固相采集装置10、第三电磁阀12、第一多环芳香烃气相采集装置13、第四电磁阀14、第一气体流量计17、第二调节阀16、真空泵15；保温探头28，一端与排气管1连通，然后依次串接的第一调节阀27、夹层空腔4，所述夹层空腔由金属管外围夹层和金属管形成，夹层空腔另一端与大气连通。在上述系统上实现的一种多缸发动机尾气中多环芳香烃采集方法，过程如下：采集之前，首先打开第一调节阀27，对金属管进行预热；然后，打开第一电磁阀31、第二电磁阀9、第三电磁阀12、第四电磁阀14、真空泵15，调节第一调节阀27、第二调节阀16，读取第一气体流量计17的读数，实现串联方式采集。

作为优选方案，还包括：与金属管连通的稀释探头26，然后，依次串接第三调节阀24、第三气体流量计23、氮气存储器22。在上述系统上实现的一种多缸发动机尾气中多环芳香烃采集方法，过程如下：

采集之前，首先打开第一调节阀27，对金属管进行预热；然后，

打开第一电磁阀31、第二电磁阀9、第三电磁阀12、第四电磁阀14、真空泵15，调节第三调节阀24、第二调节阀16，读取第一气体流量计17、第三气体流量计23的读数，利用第三气体流量计读数/第一气体流量计度数-第三气体流量计读数公式得出此时的稀释比，稀释后的尾气通过多环芳香烃固相采集装置10、第一多环芳香烃气相采集装置13进行采集，最后通过真空泵15排放至大气中；

当完成一个工况点的发动机尾气中多环芳香烃采集，进行不同工况点发动机尾气中多环芳香烃采集的切换时，关闭第一电磁阀31和第三调节阀24，打开第二电磁阀9、第三电磁阀12、第四电磁阀14、真空泵15，调节第二调节阀16，对管路内的残余尾气进行清除；

然后，打开第三调节阀24，充入氮气，对系统进行再次清洗；

打开第一调节阀27，对金属管进行预热；