[發明專利]一種柴油機SCR后處理系統或部件性能測試裝置和方法

有效

• 申請號: 201310558218.4
• 申請日: 2013-11-12
• 公開（公告）號: CN103615300B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 仇滔;李旭初;雷艷
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: F01N11/00
• 分類號: F01N11/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明涉及一種柴油機SCR后處理系統或部件性能測試裝置和方法，可以用于SCR系統或部件的性能測試。

背景技術

柴油機因具有熱效率高、油耗低等優點得到廣泛應用，但是柴油機缸內高溫燃燒必然帶來NOx排放的問題。目前節能環保已經成為全球關注的熱點，排放法規日益嚴格，國IV法規要求NOx排放低于3.5g/kW·h，通過柴油機機內凈化已經無法滿足排放法規的要求，所以必須要加裝高效的后處理裝置。其中SCR后處理技術在歐美國家已經成為一項成熟的技術，國內SCR系統的大部分市場也被BOSCH等國外企業壟斷。因此，國內多家企業正在積極發展自主的SCR系統技術。但是目前國內缺乏良好的SCR部件或系統測試平臺，雖然有柴油機電控信號模擬器能夠產生發動機信號用于測試，但是沒有模擬柴油機后處理信號，尤其是NOx傳感器CAN報文，無法用于SCR后處理系統或部件性能測試。國內SCR后處理技術的開發試驗都是在發動機臺架、整車上進行的，研發成本高、周期長。

發明內容

本發明提出一種柴油機后處理系統或部件性能試驗的裝置和方法，旨在解決目前國內SCR后處理系統開發過程中試驗環境復雜、成本高、開發周期長的問題。本發明通過信號發生器產生所有發動機信號以及部分后處理信號，提供給后處理電控單元，采用真實的后處理部件。通過計算機上標定軟件相關參數控制后處理電控單元控制整個后處理系統工作，可以對后處理電控單元、氣助式尿素計量泵、尿素噴嘴的功能特性進行試驗，也可以對整個后處理系統進行匹配試驗。與發動機試驗臺架相比，本發明提供的裝置結構簡單、經濟實用，能夠完成發動機臺架上SCR后處理試驗的大部分功能驗證和少部分參數標定工作，可以大大提高后處理試驗的便捷性，縮短了后處理系統或部件的開發周期。

本發明提供的發動機后處理系統或部件性能試驗裝置包括尿素箱1，氣助式尿素計量泵2，尿素噴嘴3，后處理電控單元4，發動機及部分后處理信號發生器5，量杯6，計算機7，堵頭8，尿素回流管線9，氣泵空壓機10，調壓閥11。

尿素箱1和氣助式尿素計量泵2之間有進液、回流兩根尿素管線；回流管線9中間部分是剛性材料，垂直方向有螺紋孔，堵頭8是一個螺栓，兩者實現無縫連接；氣助式尿素計量泵2和尿素噴嘴3之間用尿素管線連接；尿素噴嘴3將尿素噴射到量杯中；量杯6和尿素箱1之間用塑料軟水管連接，之間裝有手動泄流閥；氣泵空壓機10和調壓閥11通過空氣管線連接，調壓閥11和氣助式尿素計量泵2通過空氣管線連接。

后處理電控單元4與尿素箱1通過線束連接，獲取尿素箱溫度壓力信號；與發動機及部分后處理信號發生器5通過線束連接，獲取模擬的發動機信號及后處理系統的排溫信號、NOx傳感器CAN報文信息。

上述的發動機及部分后處理信號發生器5，一種電子模擬發動機控制所需輸入信號的信號發生器，可以模擬產生所有發動機信號，以及后處理系統的排溫信號、NOx傳感器CAN報文信息，用于測試后處理電控單元4的控制邏輯功能。排溫信號是通過輸出0到5V的可調電壓來模擬排溫傳感器實際電壓信號，通過十圈電位器來實現。加熱電磁閥信號通過撥位開關來實現。

上述的尿素箱1，氣助式尿素計量泵2，尿素噴嘴3，后處理電控單元4都是真實的柴油機SCR后處理部件。

上述的量杯6安裝在尿素噴嘴和尿素箱之間，用于測試尿素噴射量，計算尿素噴射流量，標定尿素噴嘴噴射流量特性。

上述的計算機7與后處理電控單元通過USB-CAN線連接，內置INCA、CANape等標定軟件，用于監控整個后處理系統，試驗后處理電控單元、氣助式尿素計量泵、尿素噴嘴這三個后處理部件。

上述的堵頭8是一個M6×30mm的合金鋼材料螺栓，尿素回流管線9是一個內徑5mm通孔、外圍邊長8mm方形的合金鋼管線，在尿素回流管線9中部垂直開一個M6的內螺紋孔，與堵頭8無間隙配合。堵頭8、尿素回流管線9都采用合金鋼材料，兩者螺紋配合的地方無間隙，最高可以承受15bar的壓力無泄漏。

上述的氣泵空壓機10額定排氣壓力為8bar，氣罐容積50L，公稱供給流量80L/min，調壓閥11調壓范圍1bar到8bar，調壓精度0.02bar。通過調壓閥調節氣助式尿素計量泵2的進氣壓力，根據氣助式尿素泵上空氣電磁閥的一定開度，可以控制泵的進氣量，結合尿素噴射量得到空氣、尿素配氣比。

本發明的有益效果：