[发明专利]一种模拟柴油机排气的后处理装置试验台

说明书

技术领域

本发明专利涉及发动机排气后处理试验测试系统领域，更具体的说是涉及一种模拟柴油机排气的后处理装置试验台。

背景技术

柴油机因具有高的热效率、低的油耗和CO₂排放等优点得到了广泛的应用。目前，所有的重型卡车和大部分轻型卡车都采用柴油机。然而，随着世界各地对柴油车排放的要求越来越严格，光靠柴油机自身的优化来降低所有的排放物变得越来越难，柴油机加装高效的后处理装置(如尿素SCR、DOC、POC、DPF等)来处理尾气排放成为越来越广泛的选择，新型柴油机后处理装置的研究和开发也越来越热。

为了评价柴油机后处理装置的主要性能指标和可靠性，需要进行大量的试验研究(例如：后处理装置处理目标废气的能力、后处理装置产生的压降大小测试、后处理装置热振动耐久性试验等等)。目前，发动机台架试验台测试是最为广泛的被用于测试和评价后处理装置的试验方法。这类发动机台架试验台系统复杂，主要包含发动机、测功机、排放测试设备等；整体试验台造价高昂(动辄上千万，甚至几千万)；建设周期长(通常从方案确定到基建再到设备运输安装调试到系统验证整个周期需要1-1.5年左右，甚至更长)；运行成本高(水、电、油、设备消耗品、设备折旧、人员费用等)；配套设施要求高(地基减震要求、油库设计要求、试验室环境要求、消防要求、噪声要求等)。同时采用发动机试验台进行试验整体能耗较高。正是因为这些，很多柴油机后处理企业无法承担巨额的成本或者是由于建设周期原因，而限制了新型柴油机后处理装置的研究开发和技术进步。

发明内容

本发明要解决的是现有技术存在的上述缺陷，旨在提供一种制造方便、价格和低廉、运行能耗低且简便实用的模拟柴油机排气的后处理装置试验台，通过模拟柴油机的排气，为柴油机后处理装置提供与发动机稳定状态下排气具有相同特征(相同的流量、温度、压力、主要气体成分)的气体进行性能和可靠性试验。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：

一种模拟柴油机排气的后处理装置试验台，包括5个子系统：流量控制系统、温度控制系统、主要气体成分控制系统、压力控制系统以及控制主机，其特征在于所述的5个子系统通过管路连接，所述的流量控制系统包括空气滤清器、风机和空气流量计，通过空气流量计的数值实时调整风机的转速，使得试验台管道中气体流量与发动机稳态下某工况流量一致；所述的温度控制系统包括气体加热装置和温度传感器，通过温度传感器测得的实时温度数值来控制气体加热装置的加热状态从而控制试验台管道中气体的温度；所述的主要气体成分控制系统包括标准气瓶、气体阀门、电动流量控制阀、气体混合器和气体传感器，根据实测主要气体成分浓度、排气流量和发动机对应工况下主要气体浓度数值，控制电动流量控制阀使得试验台排气管内形成对应浓度的气体成分，然后通过气体混合器使得主要气体在排气管中均匀分布；所述的压力控制系统包括电动压力调节阀和压力传感器，通过压力传感器反馈的压力数据实时调整压力调节阀，使得试验台提供给后处理装置的气体压力与发动机对应工况排气背压相同；所述的控制主机用于接收、处理各个传感器的信息，进行控制运算，最终驱动各个执行器进行流量、温度、压力、主要气体成分的控制。

本发明的后处理装置试验台通过所述5个子系统控制调节进入后处理装置的气体流量、温度、压力和主要气体成分，模拟发动机稳态工况时排气状况，从而实现后处理装置相关的性能和可靠性试验。

本发明的优点是：由于本发明通过对气体流量、温度、压力和主要气体成分的控制模拟了真实发动机排气状况，因此能够为后处理装置提供和发动机排气相同状态的气体进行相关性能和可靠性试验。同时本发明的模拟柴油机排气的后处理装置试验台具有投资少、方便制造、制造安装周期短、见效快、运行能耗和成本低、简便实用等优点。

根据本发明，一个典型的实施方式，所述的气体加热装置为电加热器，所述的空气滤清器、风机和空气流量计通过管路依次连接；所述的标准气瓶、气体阀门和电动流量控制阀通过管路依次连接；所述的空气流量计的输出端通过管路连接到所述的气体混合器的输入端；所述电动流量控制阀的输出端通过管路连接一个气体喷嘴，所述的气体喷嘴设置在所述的气体混合器的上游管路上；所述的气体混合器的输出端通过管路依次连接电加热器、电动压力调节阀和柴油机排气的后处理装置；所述的温度传感器和气体传感器设置在电加热器的下游管路上，所述的压力传感器设置在电动压力调节阀的下游管路上，所述的控制主机与所述的空气流量计、温度传感器、气体传感器和压力传感器的输出端相连。根据本发明，所述的气体传感器为气体分析仪或NOx传感器。