本發(fā)明涉及測試技術領域，具體地，涉及一種柴油顆粒捕集器的積碳再生及熱疲勞仿真測試系統(tǒng)。

背景技術：

隨著國家對節(jié)能環(huán)保的重視，以及相關法律法規(guī)的推出，市場對相關領域的重視程度日漸增強。在商用車領域，隨著國家隊汽車減排的法規(guī)升級，對車輛后處理系統(tǒng)的要求日益嚴苛，對商用車而言，控制發(fā)動機廢氣中PM的含量是商用車重要的排放指標。柴油顆粒過濾器（DPF，Diesel Particulate Filter）是對商用車尾氣凈化最有效的手段，也是目前全球通用的解決減排方法之一，因此DPF過濾特性的研究（積碳）以及對過濾物的處理（再生）是DPF性能的重要指標。

DPF開發(fā)過程中，可以采用未來與其匹配使用的發(fā)動機對性能和參數進行測試、研究和修改，但是發(fā)動機測試臺架的成本較大以及發(fā)動機開發(fā)時間周期的匹配限制了這種方式的應用，更為主要的是有針對性的發(fā)動機臺架不能應用于其他型號的DPF的開發(fā)和測試。

綜上，開發(fā)適用的用來對DPF進行熱疲勞及積碳再生的燃燒器臺架，不僅可以代替專用的發(fā)動機臺架，又可以滿足一機多用的意圖，在滿足減排的同時，又可以大幅度降低企業(yè)的開發(fā)成本。

技術實現要素：

針對現有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種柴油顆粒捕集器的積碳再生及熱疲勞仿真測試系統(tǒng)。

根據本發(fā)明提供的一種柴油顆粒捕集器的積碳再生及熱疲勞仿真測試系統(tǒng)，其特征在于，包括：柴油顆粒過濾器、壓差傳感器、燃燒器模擬裝置、控制器；

所述柴油顆粒過濾器的進氣口接所述燃燒器模擬裝置的出氣口，所述壓差傳感器的兩個探頭分別連接在所述柴油顆粒過濾器的進氣口和出氣口上，所述壓差傳感器和所述燃燒器模擬裝置都與所述控制器相連；

所述控制器根據預設配置信息或外部輸入對所述燃燒器模擬裝置的出氣口的流量和/或溫度進行控制，并由自所述壓差傳感器接收的壓差信號獲得所述柴油顆粒過濾器的積碳再生特征參數、和/或熱疲勞特征參數、和/或運行參數。

作為一種優(yōu)化方案，所述燃燒器模擬裝置包括燃燒室、噴油模組、油罐、油泵、變頻電機、變頻器；

所述燃燒室還設有調溫風口和助燃風口，調溫風口和助燃風口的控制端與所述控制器相連；

所述控制器根據預設配置信息或外部輸入對所述變頻器進行控制，從而控制所述變頻電機對所述油泵的轉速，所述油泵抽吸油至所述油罐中，所述油罐出油口連通所述噴油模組；

所述油罐與所述噴油模組之間的的連通管路上還設有控制閥門組件，所述控制閥門組件的控制端與所述控制器相連；

所述控制器通過對所述控制閥門組件、所述變頻器以及所述調溫風口和助燃風口的控制實現對所述燃燒器模擬裝置的出氣口的流量和/或溫度進行控制。

作為一種優(yōu)化方案，所述噴油模組包括噴油嘴、噴油器和點火線圈；

若干所述噴油嘴和至少一個所述噴油器通過一法蘭盤集成安裝，所述點火線圈設于所述法蘭盤的中心。

作為一種優(yōu)化方案，所述控制閥門組件包括比例閥和電磁閥；所述噴油嘴、噴油器與所述油罐連通的管路上都設有所述電磁閥，所述噴油器與所述油罐連通的管路上還設有所述比例閥。

作為一種優(yōu)化方案，所述油罐還設有回油孔，所述回油孔上設有回油比例閥和阻尼器，所述回油比例閥的控制端與所述控制器相連。

作為一種優(yōu)化方案，所述油罐上還設有壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述控制器相連，所述壓力傳感器用于將檢測到的所述油罐的壓力信息發(fā)送至所述控制器。

作為一種優(yōu)化方案，所述控制器與所述變頻器之間通過CANopen實現通信。

作為一種優(yōu)化方案，所述積碳再生特征參數包括實時積碳速度；

所述控制器用于根據累計的多個實時積碳速度自動搜索獲得最佳的積碳速度路徑，并根據壓差信號、油泵的轉速和外部輸入的積碳速度要求確定在所述最佳的積碳速度路徑下的所述運行參數。

與現有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

本發(fā)明可以用于DPF熱疲勞測試，也可以用于積碳與再生測試，既滿足溫度跨度要求，溫度范圍為50度-1000度，又滿足溫度精度要求，最高精度為1%。

簡化用戶測試工藝，可以針對不同發(fā)動機機型開發(fā)的DPF形成與機型匹配的測試曲線和測試數據包，用于開發(fā)研究和后續(xù)測試。

相對于傳統(tǒng)測試方法，大幅度降低系統(tǒng)投入成本，總成降幅大于50%。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。附圖中：

圖1是可選的一種柴油顆粒捕集器的積碳再生及熱疲勞仿真測試系統(tǒng)結構圖；

圖2是可選的一種噴油模組結構示意圖；

圖3是得到最優(yōu)化的積碳速度的流程示意圖。

圖中：

1-柴油顆粒過濾器，2-壓差傳感器，3-燃燒器模擬裝置，4-控制器；

31-燃燒室，32-噴油模組，33-油罐，34-油泵，35-變頻電機，36-變頻器。

具體實施方式

下文結合附圖以具體實施例的方式對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，還可以使用其他的實施例，或者對本文列舉的實施例進行結構和功能上的修改，而不會脫離本發(fā)明的范圍和實質。

燃燒器是一種混合燃料和空氣進行燃燒，提供高溫氣體的燃燒系統(tǒng)。分為工業(yè)、民用和特種等幾種。本實施例中燃燒器模擬裝置3是模擬汽車排氣系統(tǒng)及后處理組件專用燃燒器的裝置。

本實施例中柴油顆粒過濾器1（Diesel Particulate Filter）是一種設置在柴油發(fā)動機排氣系統(tǒng)中的，用來過濾廢氣顆粒物（PM）以降低對大氣污染的排氣后處理裝置。

發(fā)動機燃燒不充分產生的碳顆粒物加載到過濾裝置上，為積碳；當積碳達到一定程度后，將積累的碳顆粒燃燒，為再生。

在本發(fā)明提供的一種柴油顆粒過濾器1的積碳再生及熱疲勞仿真測試系統(tǒng)的實施例中，如圖1所示，包括：柴油顆粒過濾器1、壓差傳感器2、燃燒器模擬裝置3、控制器4；

所述柴油顆粒過濾器1的進氣口接所述燃燒器模擬裝置3的出氣口，所述壓差傳感器2的兩個探頭分別連接在所述柴油顆粒過濾器1的進氣口和出氣口上，所述壓差傳感器2和所述燃燒器模擬裝置3都與所述控制器4相連；

所述控制器4根據預設配置信息或外部輸入對所述燃燒器模擬裝置3的出氣口的流量和/或溫度進行控制，并由自所述壓差傳感器2接收的壓差信號獲得所述柴油顆粒過濾器1的積碳再生特征參數、和/或熱疲勞特征參數、和/或運行參數。

本發(fā)明通過對燃燒器模擬裝置3的調控模擬了不同型號汽車的燃燒器類型，從而能夠適應不同的測試要求，對溫度的控制能夠滿足對柴油顆粒過濾器1（DPF）的熱疲勞性能的測試，對壓差信號的獲取能夠實現對柴油顆粒過濾器1的積碳再生性能的測試。這種對燃燒器輸出的靈活控制能夠模擬出DPF連接各種型號的汽車燃燒器情況下的性能測試和分析。

作為一種實施例，所述燃燒器模擬裝置3包括燃燒室31、噴油模組32、油罐33、油泵34、變頻電機35、變頻器36；

所述燃燒室31還設有調溫風口和助燃風口，調溫風口和助燃風口的控制端與所述控制器4相連；

所述控制器4根據預設配置信息或外部輸入對所述變頻器36進行控制，從而控制所述變頻電機35對所述油泵34的轉速，所述油泵34抽吸油至所述油罐33中，所述油罐33出油口連通所述噴油模組32；

所述油罐33與所述噴油模組32之間的的連通管路上還設有控制閥門組件，所述控制閥門組件的控制端與所述控制器4相連；

所述控制器4通過對所述控制閥門組件、所述變頻器36以及所述調溫風口和助燃風口的控制實現對所述燃燒器模擬裝置3的出氣口的流量和/或溫度進行控制。

本實施例中所述油泵34為高壓油泵34。

柴油顆粒過濾器1的積碳與再生功能需要控制積碳的速度大小，而積碳的速度與噴油顆粒有一定關系。

噴油顆粒的大小和供油壓力存在一定關系，通過變頻電機35控制高壓油泵34，可以將供油壓力控制在較大范圍內，從而實現了對噴油顆粒的控制。

作為一種實施例，如圖2所示，所述噴油模組32包括噴油嘴、噴油器和點火線圈；

若干所述噴油嘴和至少一個所述噴油器通過一法蘭盤集成安裝，所述點火線圈設于所述法蘭盤的中心。

作為一種實施例，所述控制閥門組件包括比例閥和電磁閥；所述噴油嘴、噴油器與所述油罐33連通的管路上都設有所述電磁閥，所述噴油器與所述油罐33連通的管路上還設有所述比例閥。

所述油罐33還設有回油孔，所述回油孔上設有比例閥和阻尼器，所述回油比例閥的控制端與所述控制器4相連。

所述油罐33上還設有壓力傳感器，所述壓力傳感器與所述控制器4相連，所述壓力傳感器用于將檢測到的所述油罐33的壓力信息發(fā)送至所述控制器4。

所述控制器4與所述變頻器36之間通過CANopen實現通信。

所述積碳再生特征參數包括實時積碳速度。

所述控制器4用于根據累計的多個實時積碳速度自動搜索獲得最佳的積碳速度路徑，并根據壓差信號、油泵34的轉速和外部輸入的積碳速度要求確定在所述最佳的積碳速度路徑下的所述運行參數。

本發(fā)明的系統(tǒng)主要包含供氣、供油、燃燒室31部分、控制、被測的DPF。原理圖如圖1所示。

其中，供氣部分又分為助燃風和調溫風兩部分，都采用傳統(tǒng)的供氣方式，由風機提供一定壓頭的壓縮空氣。

供油部分由變頻器36、變頻電機35、高壓油泵34和油罐33等組成，壓力傳感器和比例閥組成油壓控制回路，變頻電機35由變頻器36驅動，可以控制變頻電機35有較大的轉速范圍，變頻器36和控制器4之間采用CANOPEN通訊。

燃燒室31部分包含燃燒室31、噴油器、點火線圈、比例閥和電磁閥等。噴油器有主動和被動式兩種組成，保證噴油的數量以及噴油量的精度。點火線圈用于對油氣混合物點火，比例閥用于控制進油量。

被測DPF上設有差壓傳感器。差壓傳感器測量DPF兩端的壓力損失，差壓數值是積碳效果的重要體現，控制器4對差壓數值進行存儲記錄。

控制器4是燃燒器系統(tǒng)的核心部分，系統(tǒng)的控制邏輯及核心工藝算法都被嵌入控制器4中。除常規(guī)的運行邏輯和用戶需求之外，控制器4可以根據用戶輸入的轉速、流量和溫度，生成針對某發(fā)動機的流量和溫度匹配曲線和數據，測試中，只要用戶輸入發(fā)動機轉速，控制器4可自動生成系統(tǒng)對應的運行參數。

積碳速度是研究積碳再生的重要指標，根據累計的數據數據，控制器4可以自動搜索最佳的積碳速度路徑（即最快路徑），根據輸入的差壓，計算出此壓差下的最優(yōu)匹配的轉速RPM（即流量Q），得到最優(yōu)化的積碳速度，如圖3所示。

本發(fā)明可以用于DPF熱疲勞測試，也可以用于積碳與再生測試，既滿足溫度跨度要求，溫度范圍為50度-1000度，又滿足溫度精度要求，最高精度為1%。

簡化用戶測試工藝，可以針對不同發(fā)動機機型開發(fā)的DPF形成與機型匹配的測試曲線和測試數據包，用于開發(fā)研究和后續(xù)測試。

相對于傳統(tǒng)測試方法，大幅度降低系統(tǒng)投入成本，總成降幅大于50%。

本發(fā)明解決了以下技術問題：

（1）溫度控制范圍及精度

由于本發(fā)明的功能包含積碳與再生，同時需要用于DPF的熱疲勞測試，因此燃燒器模擬裝置3不僅需要有較大的溫度范圍，還需要控制溫度調試精度。

為了達到上述目的，燃燒器模擬裝置3的噴油系統(tǒng)采用多個被動式噴油嘴和主動式噴油嘴配合的方法，由被動式噴油嘴控制溫度范圍，主動式起到精度補償作用，使得燃燒器既可以滿足較大的控制范圍，同時又可以滿足控制的精度。

（2）噴油顆粒控制及積碳速度的自動調節(jié)

積碳與再生功能需要控制積碳的速度大小，而積碳的速度與噴油顆粒有一定關系。

噴油顆粒的大小和供油壓力存在一定關系，油壓越大，參與燃燒的油顆粒越小，燃燒越充分。通過變頻電機35控制高壓油泵34，可以將供油壓力控制在較大范圍內（20bar到500bar之間），從而實現了對噴油顆粒的控制，進而實現對積碳的控制。

（3）燃燒器流量和溫度與發(fā)動機轉速、流量和溫度匹配

通用的燃燒器需要用戶輸入氣體流量和溫度，以實現用戶的單點測試目的，不能和實際的發(fā)動機完全結合在一起。

實際中，發(fā)動機的尾氣流量和溫度和是發(fā)動機的轉速相關的，燃燒器模擬裝置3的流量可以根據用戶提供的發(fā)動機的轉速流量曲線和發(fā)動機完全匹配，根據發(fā)動機的轉速和溫度曲線匹配燃燒器模擬裝置3的流量和溫度曲線。并生成針對不同發(fā)動機型號的速度、流量和溫度曲線。從而實現燃燒器模擬裝置3和發(fā)動機的匹配。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，本領域技術人員知悉，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對這些特征和實施例進行各種改變或等同替換。另外，在本發(fā)明的教導下，可以對這些特征和實施例進行修改以適應具體的情況及材料而不會脫離本發(fā)明的精神和范圍。因此，本發(fā)明不受此處所公開的具體實施例的限制，所有落入本申請的權利要求范圍內的實施例都屬于本發(fā)明的保護范圍。