[发明专利]后处理器结晶监测台架、后处理器结晶监测试验方法、后处理器仿真设计优化方法

说明书

本发明公开了一种后处理器结晶监测台架、后处理器结晶监测试验方法、后处理器仿真设计优化方法，后处理器的进气端通过进气管连接到发动机上，后处理器的出气端连接有排气管，后处理器的混合器通过管路连接至尿素喷射系统上；后处理器的混合器及SCR前端部的设置有热电偶单元。本发明采用后处理器结晶监测台架对开发阶段的样件进行结晶监测试验，通过监测试验结果与仿真分析结果的对比差异，对仿真输入的参数和/或设计方案进行优化，提高仿真分析输入参数的准确度，降低了产品设计开发阶段的产品研发费用，缩短了研发周期。

技术领域

本发明涉及发动机后处理器设计验证技术领域，尤其是一种后处理器结晶监测台架、后处理器结晶监测试验方法、后处理器仿真设计优化方法。

背景技术

发动机排气系统中的后处理器主要用于对汽车尾气进行处理，将汽车尾气中的氮氧化物（NO_X）、碳氢化合物（CH）、碳氧化合物（CO）等有害气体转化为氮气（N₂）、水（H₂O）、二氧化碳（CO₂）等。目前，柴油机国六常采用DOC（氧化性催化剂）+DPF（颗粒过滤器）+SCR (选择性催化还原)技术对尾气排放进行处理，在排气管内安装尿素罐，尿素罐中的尿素作为还原剂通过喷嘴喷入排气管中，尾气中的氮氧化物（NO_X）在催化剂的作用下生成无害的氮气（N₂）和水（H₂O），最终从排气管排出，从而达到节能减排的目的。由于车辆的紧凑型布置和排气温度的降低，设计上的变化增加了发动机后处理装置上形成尿素结晶沉积的可能性；部分尿素结晶很难分解，导致在表面形成固体沉积物，这种现象会降低后处理系统的总体混合效率，降低脱硝效率，增加压降，从而降低后处理系统的性能；解决后处理装置的结晶问题也成为后处理器设计的重点问题之一。

在后处理器设计开发阶段，通常通过仿真分析来判断设计方案的合理性，在仿真过程中，通常采用输入特定工况的参数值来模拟后处理器产生结晶的情况，仿真输入的参数值通常根据以往的经验来确定。但是后处理器在实际使用过程中，尿素水溶液从喷入到结晶的过程是一个非常复杂的过程，由以往经验确定的参数与实际使用后的真实情况还是具有较大差别，准确度较差，不能准确地反映后处理装置的真实情况，而仿真参数的准确性对分析结果具有较大的影响，因此在设计方案定型后，还需要通常大量的试验来验证设计方案的合理性，而每个试验项目均需要配备相应的测试装置、花费相应的测试时长，产品设计开发阶段的产品研发费用高，研发周期长。

发明内容

本申请人针对上述现有后处理器设计开发阶段存在的上述缺点，提供一种结构合理的后处理器结晶监测台架、后处理器结晶监测试验方法、后处理器仿真设计优化方法，采用后处理器结晶监测台架对样件进行结晶监测试验，通过对试验结果的分析对比，优化仿真输入参数，提高输入参数的准确度，提高仿真分析的可信度，降低产品设计开发阶段的产品研发费用，缩短研发周期。

本发明所采用的技术方案如下：

一种后处理器结晶监测台架，发动机、循环水系统分别通过线路连接到测功机上，发动机及尿素喷射系统分别通过相应的循环管路与循环水系统连接；后处理器的进气端通过进气管连接到发动机上，后处理器的出气端连接有排气管，后处理器的混合器通过管路连接至尿素喷射系统上；后处理器的混合器及SCR前端部的设置有热电偶单元，热电偶单元位于尿素喷射入口正对的该喷射区域内，热电偶单元包括若干热电偶，若干热电偶通过线路连接至自动测控仪上。

作为上述技术方案的进一步改进：

后处理器上、位于DPF与混合器之间设置有第一温度传感器，第一温度传感器通过线路连接至自动测控仪上。

进气管上设置有流量传感器及第一压力传感器，流量传感器通过线路连接到气体流量计上，第一压力传感器通过线路连接至自动测控仪上；排气管上设置有第二温度传感器及第二压力传感器，第二温度传感器、第二压力传感器分别通过线路连接至自动测控仪上。

尿素喷射系统通过线路连接设置有DCU，循环水系统与测功机之间设置有第三温度传感器。