一種汽車催化器儲氧量測試系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車催化器儲氧量測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，催化器的儲氧能力好壞決定著催化器應(yīng)對汽車在瞬態(tài)工況下的污染物排放量多少，同時催化器儲氧量對OBDII臨界催化器的制備有著重要的參考意義。具體說來，三元催化器是現(xiàn)代發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)中必不可少的重要零部件，安裝于汽車排氣系統(tǒng)中，其工作溫度達(dá)到300°以上時，在貴金屬鉑、銠、鈀的催化作用下，能將汽車燃燒產(chǎn)生的C0、HC、N0x等有害氣體發(fā)生氧化還原化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為C02、H20、N2，從而凈化汽車尾氣。而其中催化器的儲氧能力即儲氧量OSC是當(dāng)今汽油車三元催化器的最重要因素，因此需要尋求一種測試催化器儲氧量的系統(tǒng)。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的是提供一種汽車催化器儲氧量測試系統(tǒng)，該測試系統(tǒng)對于研究汽車催化器的活性優(yōu)劣有著很重要的作用。
[0004]本實用新型的目的是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]—種汽車催化器儲氧量測試系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)ECU、空氣進(jìn)氣流量計、前寬頻氧傳感器、后寬頻氧傳感器、溫度傳感器以及數(shù)據(jù)采集機(jī)箱，其中
[0006]所述空氣進(jìn)氣流量計設(shè)置于發(fā)動機(jī)空氣濾清器之后、節(jié)氣門之前，用于測量發(fā)動機(jī)進(jìn)氣流量;所述前寬頻氧傳感器和后寬頻氧傳感器分別安裝在催化器的進(jìn)出氣前后兩端，分別用以采集催化器前后的氣體氧濃度;所述溫度傳感器設(shè)置在催化器的進(jìn)氣前端;所述數(shù)據(jù)采集機(jī)箱設(shè)置在遠(yuǎn)離催化器的位置，并接收空氣進(jìn)氣流量計、前寬頻氧傳感器、后寬頻氧傳感器以及溫度傳感器的輸出信號;所述發(fā)動機(jī)ECU與數(shù)據(jù)采集機(jī)箱連接。
[0007]由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0008]本實用新型所述汽車催化器儲氧量測試系統(tǒng)結(jié)合了空氣進(jìn)氣流量計、前寬頻氧傳感器、后寬頻氧傳感器、溫度傳感器等數(shù)據(jù)采集單元，以及接收上述各單元輸出信號進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)采集機(jī)箱，通過數(shù)據(jù)采集機(jī)箱將各個測量數(shù)據(jù)送入到發(fā)動機(jī)ECU，發(fā)動機(jī)ECU基于各個測量數(shù)據(jù)計算出催化器儲氧量。該測試系統(tǒng)能準(zhǔn)確的測試GB18352.5-2013國五階段汽車催化器儲氧量，滿足OBDII臨界催化器相關(guān)技術(shù)要求。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型所述汽車催化器儲氧量測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2為本實用新型所述汽車催化器進(jìn)、出口的氧氣濃度曲線。
【具體實施方式】
[0011]為了使本實用新型實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與作用更加清楚及易于了解，下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進(jìn)一步闡述:
[0012]如圖1所示，本實用新型提供一種汽車催化器儲氧量測試系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)ECU、空氣進(jìn)氣流量計、前寬頻氧傳感器、后寬頻氧傳感器、溫度傳感器以及數(shù)據(jù)采集機(jī)箱，
[0013]其中，所述空氣進(jìn)氣流量計設(shè)置于發(fā)動機(jī)空氣濾清器之后、節(jié)氣門之前，用于測量發(fā)動機(jī)進(jìn)氣流量;所述前寬頻氧傳感器和后寬頻氧傳感器分別安裝在催化器的進(jìn)出氣前后兩端，分別用以采集催化器前后的氣體氧濃度;所述溫度傳感器設(shè)置在催化器的進(jìn)氣前端；所述數(shù)據(jù)采集機(jī)箱設(shè)置在遠(yuǎn)離催化器的位置，并接收空氣進(jìn)氣流量計、前寬頻氧傳感器、后寬頻氧傳感器以及溫度傳感器的輸出信號;所述發(fā)動機(jī)ECU與數(shù)據(jù)采集機(jī)箱連接。
[0014]更具體是設(shè)置方案是，所述前寬頻氧傳感器和后寬頻氧傳感器分別安裝在距離催化器進(jìn)出氣前、后端面100?300mm之間。所述溫度傳感器為暴露型溫度傳感器，其距離催化器的進(jìn)氣前端150?300mm之間，且用0.5mm探頭深入到催化器前端面20?30mm處。所述數(shù)據(jù)采集機(jī)箱布置在遠(yuǎn)離催化器的10米內(nèi)的位置。所述數(shù)據(jù)采集機(jī)箱包括模擬電壓輸入模塊和熱電偶輸入模塊，其中所述模擬電壓輸入模塊接收空氣進(jìn)氣流量計、前寬頻氧傳感器、后寬頻氧傳感器的輸出信號，所述熱電偶輸入模塊接收溫度傳感器的輸出信號。模擬電壓輸入模塊為4通道24位模擬電壓輸入模塊NI9239，熱電偶輸入模塊為4通道熱電偶輸入模塊NI9211o
[0015]基于上述測試系統(tǒng)，給出以下汽車催化器儲氧量的測試方法:
[0016]一、數(shù)據(jù)采集布置
[0017]①將空氣進(jìn)氣流量計測量空氣流量輸出信號、寬頻氧傳感器輸出測量信號接入NI9239(4通道24位模擬電壓輸入模板)，然后送入到發(fā)動機(jī)E⑶(電子控制單元)
[0018]②將溫度傳感器測量輸出信號輸入到NI921U4通道熱電偶輸入模塊)，然后送入到發(fā)動機(jī)ECU;
[0019]二、運(yùn)行邏輯原理
[0020]①發(fā)動機(jī)升溫至450到550度之間(通過溫度傳感器)；
[0021]②使發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣流量保持在10g/s(通過空氣進(jìn)氣流量計)，不限于10g/s;
[0022]③設(shè)置設(shè)備采樣率333HZ.采樣數(shù)20000點；
[0023]④利用開放型發(fā)動機(jī)ECU調(diào)整λ在0.85至1.1之間波動。每個循環(huán)運(yùn)行30秒或以上，儲氧能力越強(qiáng)的三元催化器(即TWC)，充氧和耗氧時間越長，因此所需的運(yùn)行時間也就越長，連續(xù)10各循環(huán)。
[0024]三、由TWC進(jìn)、出口的O2濃度曲線(如圖2所示，通過前寬頻氧傳感器和后寬頻氧傳感器獲得)，通過積分面積計算出體積單位的儲氧量(單位％s，或ppms，I % = 10,OOOppm):0SC=13.075
[0025]四、將體積單位的儲氧量(ppms)乘以通過TWC的氣體質(zhì)量流量(mg/s)再除以16，即可得到一個測試循環(huán)下的儲氧質(zhì)量(mg)。
[0026]五、計算出以上新鮮TWC的OSC(mg)為:13.075X 104(ppms) XlOX 103(mg/s)/106 =1307.5mg;同理，計算出以上老化過的TWC的OSC(mg)為:8.425 X 104(ppms) XlOX 103(mg/s)/106 = 842.5mg0
[0027]本實用新型所述汽車催化器儲氧量測試系統(tǒng)可以安裝在汽車或汽車發(fā)動動機(jī)實驗室內(nèi)。發(fā)動機(jī)升溫至450到550度之間；使發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣流量保持在20g/s;利用開放型ECU調(diào)整λ在0.85至1.1之間波動，使催化劑在“富油(Rich)-富氧(Lean)”交替變化的尾氣氣氛條件下工作。當(dāng)富油時，需要額外的02來消耗過量的CO和HC;當(dāng)富氧時，過量的02需要被消耗掉。儲氧材料的應(yīng)用解決了這個問題，在富氧時儲存過量的02，而在富油時釋放出02。因此，儲氧量(即0SC)可作為緩沖來抑制由于閉環(huán)空燃比控制反饋而引起的空燃比波動(或擾動)，這樣三元催化器TWC可以在理論空燃比或接近理論空燃比的工況下運(yùn)行。具有良好儲放氧功能的稀土材料，如Ce02、Zr02等被普遍應(yīng)用于汽油車TWC。由于OSC特性與TWC效率緊密相關(guān)，因此OSC可作為車載診斷系統(tǒng)(OBD)工具對TWC進(jìn)行監(jiān)控。目前的OBD技術(shù)就是基于監(jiān)測OSC參數(shù)，通過OSC來反映催化劑的活性狀態(tài)。因此，儲氧量OSC無疑是當(dāng)今汽油車三元催化器TWC的最重要的特征。
[0028]盡管本實用新型的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本實用新型的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實用新型并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【主權(quán)項】
1.一種汽車催化器儲氧量測試系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)動機(jī)ECU、空氣進(jìn)氣流量計、前寬頻氧傳感器、后寬頻氧傳感器、溫度傳感器以及數(shù)據(jù)采集機(jī)箱，其中 所述空氣進(jìn)氣流量計設(shè)置于發(fā)動機(jī)空氣濾清器之后、節(jié)氣門之前，用于測量發(fā)動機(jī)進(jìn)氣流量;所述前寬頻氧傳感器和后寬頻氧傳感器分別安裝在催化器的進(jìn)出氣前后兩端，分別用以采集催化器前后的氣體氧濃度;所述溫度傳感器設(shè)置在催化器的進(jìn)氣前端;所述數(shù)據(jù)采集機(jī)箱設(shè)置在遠(yuǎn)離催化器的位置，并接收空氣進(jìn)氣流量計、前寬頻氧傳感器、后寬頻氧傳感器以及溫度傳感器的輸出信號;所述發(fā)動機(jī)ECU與數(shù)據(jù)采集機(jī)箱連接。2.如權(quán)利要求1所述的汽車催化器儲氧量測試系統(tǒng)，其特征在于，所述前寬頻氧傳感器和后寬頻氧傳感器分別安裝在距離催化器進(jìn)出氣前、后端面100?300mm之間。3.如權(quán)利要求2所述的汽車催化器儲氧量測試系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度傳感器為暴露型溫度傳感器，其距離催化器的進(jìn)氣前端150?300mm之間，且用0.5mm探頭深入到催化器前端面20?30mm處。4.如權(quán)利要求3所述的汽車催化器儲氧量測試系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集機(jī)箱布置在遠(yuǎn)離催化器的1米內(nèi)的位置。5.如權(quán)利要求4所述的汽車催化器儲氧量測試系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集機(jī)箱包括模擬電壓輸入模塊和熱電偶輸入模塊，其中所述模擬電壓輸入模塊接收空氣進(jìn)氣流量計、前寬頻氧傳感器、后寬頻氧傳感器的輸出信號，所述熱電偶輸入模塊接收溫度傳感器的輸出信號。
【專利摘要】本實用新型公開了一種汽車催化器儲氧量測試系統(tǒng)，包括發(fā)動機(jī)ECU、空氣進(jìn)氣流量計、前寬頻氧傳感器、后寬頻氧傳感器、溫度傳感器以及數(shù)據(jù)采集機(jī)箱，其中空氣進(jìn)氣流量計設(shè)置于發(fā)動機(jī)空氣濾清器之后、節(jié)氣門之前，用于測量發(fā)動機(jī)進(jìn)氣流量；前寬頻氧傳感器和后寬頻氧傳感器分別安裝在催化器的進(jìn)出氣前后兩端，分別用以采集催化器前后的氣體氧濃度；溫度傳感器設(shè)置在催化器的進(jìn)氣前端；所述數(shù)據(jù)采集機(jī)箱設(shè)置在遠(yuǎn)離催化器的位置，并接收空氣進(jìn)氣流量計、前寬頻氧傳感器、后寬頻氧傳感器以及溫度傳感器的輸出信號；所述發(fā)動機(jī)ECU與數(shù)據(jù)采集機(jī)箱連接。本實用新型所述的汽車催化器儲氧量測試系統(tǒng)可以有效測試催化器的儲氧能力，并以此獲知催化器的活性優(yōu)劣。
【IPC分類】F01N11/00
【公開號】CN205225402
【申請?zhí)枴緾N201521048999
【發(fā)明人】何波
【申請人】重慶海特汽車排氣系統(tǒng)有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月15日