[發明專利]用于測試SCR系統的解凍能力的方法和系統

有效

• 申請號: 201010616964.0
• 申請日: 2010-12-31
• 公開（公告）號: CN102147335A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 佟德輝;孫少軍;陶建忠;王意寶;鄧玉龍
• 申請（專利權）人: 濰柴動力股份有限公司
• 主分類號: G01M17/007
• 分類號: G01M17/007
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;李輝

技術領域

本發明涉及SCR系統的解凍能力的測試方法和裝置，具體地涉及測試SCR系統中的尿素箱和尿素管路的解凍能力的測試方法和裝置。

背景技術

隨著我國經濟的迅速發展和車輛保有量的迅速增長，我國環境保護方面的壓力越來越大。已經規定了要減少車輛排放到大氣中的氮氧化物。實現該目標的一種已知的普遍采用的方式是使用選擇性催化還原(Selective?Catalytic?Reduction，簡稱SCR)方法，該方法通過將一種還原劑(通常是氨氣)注入排氣管中使得氮氧化物減少。目前車輛中常用的SCR方法的基本工作原理如下：廢氣從增壓器渦輪流出后進入排氣管中，同時由安裝在排氣管上的噴射單元將定量的尿素水溶液以霧狀形態噴入排氣管中。尿素液滴在高溫廢氣作用下發生水解和熱解反應，生成所需要的還原劑氨氣(NH3)。氨氣(NH3)在催化劑的作用下將排氣中的氮氧化物(NOx)選擇性地還原為氮氣(N2)。通過該SCR方法，發送機在燃燒過程中產生的高濃度的氮氧化物在離開排氣管時得到了處理。

在我國的北方地區，冬季溫度通常特別低，有時甚至達到零下30至零下40度。而鑒于上述SCR系統通常使用的尿素溶液(例如32.5wt％尿素溶液)在低溫下(例如-11℃)會凍結)，如果在發送機運轉后凍結的尿素溶液不能夠盡快溶解，則不能提供尿素溶液去除尾氣中的氮氧化物，造成排氣惡化。為了保證在寒冷天氣下尾氣排放達標，用于提供尿素溶液的尿素箱和尿素管線需要具有良好的解凍能力。該SCR系統的解凍能力也成為了衡量SCR系統是否合格的一個重要測試指標。

現有技術中，對尿素箱和尿素管路的解凍能力的測試，是在發動機臺架上進行的，這種測試也稱為臺架測試。在臺架測試時，發動機臺架必須整個位于低溫試驗倉中。當測試不同型號的車輛中使用的尿素箱和尿素管路的解凍能力時，需要更換不同的發動機臺架。此外，這種在發動機臺架上的測試操作較復雜，且成本較高。

因此，需要一種改進的用于對尿素箱和尿素管路解凍能力的測試方法和設備，其更加靈活、準確，并且能有效節省成本。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供了一種用于測試SCR系統中的尿素溶液解凍能力的測試系統，被測SCR系統包括尿素箱、尿素泵、尿素噴嘴、以及在尿素箱和尿素泵之間以及尿素泵和尿素噴嘴之間的尿素管路，所述尿素箱具有無源熱交換器，所述尿素管路具有電加熱裝置，所述測試系統包括：溫控加熱單元，其加熱向尿素箱的熱交換器提供的熱介質，使得通過熱介質循環向尿素箱中的尿素溶液提供熱量；SCR后處理電子控制單元ECU，其控制被測SCR系統的工作狀態以及尿素管路的電加熱狀態；檢測設備，包括用于檢測尿素箱中的尿素溶液的溫度的溫度傳感器；數據采集處理設備，其耦合到檢測設備和/或ECU，用于根據檢測設備的檢測結果和預定標準來確定解凍時間。

根據本發明的一個實施例，所述測試系統在第一測試模式下測試尿素箱的解凍時間。在所述第一測試模式中，被測SCR系統被設置于低溫環境，使得尿素箱完全凍結，以及通過ECU將尿素泵、尿素噴嘴和尿素管路設置于正常工作狀態下。測量包括：調節溫控加熱單元加熱熱介質；數據采集處理設備根據所檢測的尿素溶液的溫度達到第一閾值判斷尿素箱底部解凍成功，從而確定尿素箱的初步解凍時間；以及/或者數據采集處理設備根據所檢測的尿素溶液的溫度達到第二閾值判斷尿素箱充分解凍，從而確定尿素箱的充分解凍時間。

根據本發明的另一個實施例，測試系統在第二工作模式下測試尿素管路的解凍時間。在所述第二測試模式中，被測SCR系統被設置于低溫環境，使得尿素管路充分凍結，尿素箱已經預先解凍，以及通過ECU將尿素泵和尿素噴嘴設置于正常工作狀態下。在測試中：通過ECU的控制使尿素管路的電加熱裝置處于加熱狀態；數據采集處理設備根據尿素泵或噴嘴達到特定工作狀態來判斷尿素管路解凍成功，從而確定尿素管路的解凍時間。

根據本發明的另一個實施例，測試系統還包括熱介質泵，設置在溫控加熱單元與尿素箱之間的管路上，用于提供熱介質的循環。

根據本發明的另一個實施例，測試系統還包括電磁閥，設置在溫控加熱單元與尿素箱之間的管路上，用于根據ECU的控制實現熱介質循環的通斷。

根據本發明的另一個實施例，測試系統還包括：溫度壓力傳感器，用于檢測熱介質循環過程中的溫度和壓力。