[发明专利]发动机后处理装置的测试系统

说明书

技术领域

本发明属于发动机废气后处理测试装置，具体涉及一种模拟发动机各种工况的废气，并采用发动机后处理装置的载体对该废气进行处理的测试系统。

背景技术

目前，节能减排已成为全球的热点主题，而汽车则是能源的消耗大户，因此，实现汽车的节能减排势在必行。各种先进发动机技术应用于汽车降低其燃油消耗率和污染物的排放；但仅靠控制缸内燃烧来实现发动机节能与减排已不能完全满足越来越严格的排放法规的要求，尤其是对其废气污染物的控制，将逐渐依赖于发动机的后处理技术。发动机的后处理装置有：汽油机用三元催化转化器（TWC），柴油机用氧化催化转化器（DOC）、氮氧化物吸附器（LNT）、颗粒物捕集器（DPF），等。这些后处理装置在进行性能测试和开发时通常需要将这些装置安装于发动机台架或整车上进行测试，试验工作量大，需要消耗大量的人力物力；尤其是对后处理装置进行长期耐久性试验时，其庞大的工作量和实验费用将给后处理装置的性能测试与开发带来较大的困难。因此，迫切需要开发一种能模拟发动机废气（各种流量、温度、气体成分）的系统，满足各种后处理装置性能测试的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种测试简单、经济，可以模拟发动机的各种排气工况，以对发动机后处理装置（如TWC、DOC、LNT和DPF等）载体进行性能测试的一种发动机后处理装置的测试系统。

本发明的目的是这样实现的：一种发动机后处理装置的测试系统，包括微电脑，与微电脑连接的数据采集卡，空气压缩机出口与空分机连接，空分机的氧气出口和氮气出口分别与O₂稳压气罐和N₂稳压气罐连接，O₂稳压气罐和N₂稳压气罐的出口分别经安装有质量流量计的管道与混气腔连接；CO₂高压气瓶、CO高压气瓶、HC气体高压气瓶、NO高压气瓶和NO₂高压气瓶分别经安装有质量流量计的管道与混气腔连接；混气腔出口顺次与加热器以及用作装入载体进行测试的主体段连接，主体段出口接排空管；加热器出口设有反馈用温度传感器，O₂稳压气罐和N₂稳压气罐上分别设有压力传感器；上述反馈用温度传感器、压力传感器以及上述所有质量流量计分别与所述数据采集卡连接。

上述主体段结构为：进气管焊接在大小头的小头端部，大小头的大头端部与圆筒形的主体段壳体前部经法兰连接，主体段壳体后端经螺栓连接有一个温度传感器安装法兰，主体段壳体后部上焊接有出气管，该出气管与主体段壳体垂直；进气管和出气管上均设置有气体取样口以及用作安装温度传感器的温度测口；位于主体段壳体内、两端开口的管状载体安装壳体经法兰与主体段壳体连接；温度传感器安装法兰上均布旋接有多个卡接套头，每个卡接套头设有一个载体温度传感器；载体温度传感器从卡接套头内孔伸入到载体内部。

还具有压差传感器，压差传感器与所述主体段的进气管和出气管连接；压差传感器的信号输出端与所述数据采集卡连接。

上述所有质量流量计均为热线式质量流量计。

上述加热器为轴流式热喷枪加热器。

上述空气压缩机的供电回路中设置有压缩机供电继电器，压缩机供电继电器与所述微电脑连接。

上述加热器出口设置有反馈用温度传感器，加热器的最高加热温度为700℃，加热器出口温度波动＜5℃。

上述伸入载体内部的载体温度传感器为1～20个。

本系统中，空气压缩机为空分机提供高压空气，将空气分离为O₂和N₂，并分别用质量流量计控制O₂和N₂流量；高压气瓶组（盛装各种废气组份）由质量流量计控制流量，与O₂和N₂混合，形成不同组份比例的气体（模拟发动机废气）；混合后的气体进入加热器，将气体加热到设定的实验温度；高温气体进入安装后处理装置的主体段，对后处理装置中的载体进行测试；主体段的入口和出口开设有温度测口和样气取样口；后处理装置的压降由压差传感器进行测量，载体内部温度场变化由温度传感器进行测量；整个系统各部件的信号由一个数据采集卡完成，最终由微电脑来控制系统各部件工作并进行数据存储。

上述空气压缩机的排气压力大于5 bar，在空分机与质量流量计之间还配置两个（O₂和N₂）稳压气罐，稳压气罐都配置有压力传感器，在压力较低时开启空气压缩机对气罐供气。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：