[發明專利]一種模擬柴油機排氣的后處理裝置試驗臺

有效

• 申請號: 201010594879.9
• 申請日: 2010-12-17
• 公開（公告）號: CN102121876A
• 公開（公告）日: 2011-07-13
• 發明（設計）人: 陳鎮;陸國棟;趙彥光;帥石金
• 申請（專利權）人: 杭州銀輪科技有限公司;浙江銀輪機械股份有限公司
• 主分類號: G01M15/04
• 分類號: G01M15/04
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 沈孝敬

技術領域

本發明專利涉及發動機排氣后處理試驗測試系統領域，更具體的說是涉及一種模擬柴油機排氣的后處理裝置試驗臺。

背景技術

柴油機因具有高的熱效率、低的油耗和CO₂排放等優點得到了廣泛的應用。目前，所有的重型卡車和大部分輕型卡車都采用柴油機。然而，隨著世界各地對柴油車排放的要求越來越嚴格，光靠柴油機自身的優化來降低所有的排放物變得越來越難，柴油機加裝高效的后處理裝置(如尿素SCR、DOC、POC、DPF等)來處理尾氣排放成為越來越廣泛的選擇，新型柴油機后處理裝置的研究和開發也越來越熱。

為了評價柴油機后處理裝置的主要性能指標和可靠性，需要進行大量的試驗研究(例如：后處理裝置處理目標廢氣的能力、后處理裝置產生的壓降大小測試、后處理裝置熱振動耐久性試驗等等)。目前，發動機臺架試驗臺測試是最為廣泛的被用于測試和評價后處理裝置的試驗方法。這類發動機臺架試驗臺系統復雜，主要包含發動機、測功機、排放測試設備等；整體試驗臺造價高昂(動輒上千萬，甚至幾千萬)；建設周期長(通常從方案確定到基建再到設備運輸安裝調試到系統驗證整個周期需要1-1.5年左右，甚至更長)；運行成本高(水、電、油、設備消耗品、設備折舊、人員費用等)；配套設施要求高(地基減震要求、油庫設計要求、試驗室環境要求、消防要求、噪聲要求等)。同時采用發動機試驗臺進行試驗整體能耗較高。正是因為這些，很多柴油機后處理企業無法承擔巨額的成本或者是由于建設周期原因，而限制了新型柴油機后處理裝置的研究開發和技術進步。

發明內容

本發明要解決的是現有技術存在的上述缺陷，旨在提供一種制造方便、價格和低廉、運行能耗低且簡便實用的模擬柴油機排氣的后處理裝置試驗臺，通過模擬柴油機的排氣，為柴油機后處理裝置提供與發動機穩定狀態下排氣具有相同特征(相同的流量、溫度、壓力、主要氣體成分)的氣體進行性能和可靠性試驗。

為實現以上目的，本發明采用的技術方案是：

一種模擬柴油機排氣的后處理裝置試驗臺，包括5個子系統：流量控制系統、溫度控制系統、主要氣體成分控制系統、壓力控制系統以及控制主機，其特征在于所述的5個子系統通過管路連接，所述的流量控制系統包括空氣濾清器、風機和空氣流量計，通過空氣流量計的數值實時調整風機的轉速，使得試驗臺管道中氣體流量與發動機穩態下某工況流量一致；所述的溫度控制系統包括氣體加熱裝置和溫度傳感器，通過溫度傳感器測得的實時溫度數值來控制氣體加熱裝置的加熱狀態從而控制試驗臺管道中氣體的溫度；所述的主要氣體成分控制系統包括標準氣瓶、氣體閥門、電動流量控制閥、氣體混合器和氣體傳感器，根據實測主要氣體成分濃度、排氣流量和發動機對應工況下主要氣體濃度數值，控制電動流量控制閥使得試驗臺排氣管內形成對應濃度的氣體成分，然后通過氣體混合器使得主要氣體在排氣管中均勻分布；所述的壓力控制系統包括電動壓力調節閥和壓力傳感器，通過壓力傳感器反饋的壓力數據實時調整壓力調節閥，使得試驗臺提供給后處理裝置的氣體壓力與發動機對應工況排氣背壓相同；所述的控制主機用于接收、處理各個傳感器的信息，進行控制運算，最終驅動各個執行器進行流量、溫度、壓力、主要氣體成分的控制。

本發明的后處理裝置試驗臺通過所述5個子系統控制調節進入后處理裝置的氣體流量、溫度、壓力和主要氣體成分，模擬發動機穩態工況時排氣狀況，從而實現后處理裝置相關的性能和可靠性試驗。

本發明的優點是：由于本發明通過對氣體流量、溫度、壓力和主要氣體成分的控制模擬了真實發動機排氣狀況，因此能夠為后處理裝置提供和發動機排氣相同狀態的氣體進行相關性能和可靠性試驗。同時本發明的模擬柴油機排氣的后處理裝置試驗臺具有投資少、方便制造、制造安裝周期短、見效快、運行能耗和成本低、簡便實用等優點。

根據本發明，一個典型的實施方式，所述的氣體加熱裝置為電加熱器，所述的空氣濾清器、風機和空氣流量計通過管路依次連接；所述的標準氣瓶、氣體閥門和電動流量控制閥通過管路依次連接；所述的空氣流量計的輸出端通過管路連接到所述的氣體混合器的輸入端；所述電動流量控制閥的輸出端通過管路連接一個氣體噴嘴，所述的氣體噴嘴設置在所述的氣體混合器的上游管路上；所述的氣體混合器的輸出端通過管路依次連接電加熱器、電動壓力調節閥和柴油機排氣的后處理裝置；所述的溫度傳感器和氣體傳感器設置在電加熱器的下游管路上，所述的壓力傳感器設置在電動壓力調節閥的下游管路上，所述的控制主機與所述的空氣流量計、溫度傳感器、氣體傳感器和壓力傳感器的輸出端相連。根據本發明，所述的氣體傳感器為氣體分析儀或NOx傳感器。