一種發(fā)動機三元催化器臺架老化試驗用空氣噴射裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于內(nèi)燃機測試技術領域，設及一種用來對汽油發(fā)動機的Ξ元催化器 進行臺架老化試驗的空氣噴射裝置。
【背景技術】
[0002] 目前，電噴汽油發(fā)動機汽車均裝有Ξ元催化器，Ξ元催化器的作用是消除汽油發(fā) 動機排出的有害氣體。Ξ元催化器的轉換效率和使用壽命是汽油發(fā)動機選擇及發(fā)動機控制 單元ECU標定的關鍵參數(shù)。目前國家已經(jīng)有了關于Ξ元催化器的老化試驗的國家標準，也有 不同公司的更為嚴苛的老化標準。標準中主要要求控制過量空氣系數(shù)、空燃比、老化過程溫 度和空速。為了達到上述控制目標，為縮短開發(fā)周期及降低成本，國外大都采用快速老化臺 架試驗進行催化劑壽命評價方法，包括滿足ECE3的中等老化80小時，滿足化EV3雙模式老化 45小時試驗。
[0003] 發(fā)動機臺架評價試驗，包括活性評價和耐久性評價發(fā)動機臺架試驗。要求制出全 尺寸催化劑樣品，由于影響催化劑轉化率的主要因數(shù)是排氣中的氧濃度(空燃比A/F)反應 溫度及滯留時間或空速SV，因而活性評價主要包括空燃比特性與起燃溫度特性，而空速特 性可視具體情況取舍。耐久性評價一般采用快速老化方法，通過模擬被試車輛運行中的最 惡劣條件來加速催化劑的失活?；钚栽u價試驗往往在老化試驗后進行，W獲得具有使用意 義的結果。催化劑的臺架活性評價主要是考察空燃比A/F，排氣溫度T，W及空速SV對催化劑 轉化率的影響。
[0004] 已有的測試方案，是直接對Ξ元催化器進行溫度、空速、過量空氣系數(shù)參數(shù)控制， 整個控制過程復雜、可靠性差，且無法真正模擬發(fā)動機燃燒工作過程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供了一種控制過程簡單，控制范圍廣，控制精 度高的發(fā)動機催化轉化器性能及老化試驗裝置，適用于各種汽油發(fā)動機的Ξ元催化轉化器 老化臺架試驗。
[0006] 具體地說，本實用新型是通過如下技術方案實現(xiàn)的：
[0007] -種發(fā)動機Ξ元催化器臺架老化試驗用空氣噴射裝置，通過空氣噴嘴連接到發(fā)動 機連通Ξ元催化器的排氣管路上，該空氣噴嘴連接有化C實現(xiàn)空氣噴射控制，發(fā)動機相連的 電滿流測功機和油口，油口與發(fā)動機的連接管路上設有ECU。
[000引通過上述方案，通過化C控制空氣噴嘴向排氣管路進入的空氣量，精確控制試驗過 程中需求的發(fā)動機空燃比A/F。
[0009] 為了實施查看空燃比和燃燒溫度，在Ξ元催化器上連接有寬域氧傳感器和排氣溫 度傳感器。
[0010] 本領域技術人員容易理解為了實現(xiàn)化C對空氣噴嘴的噴氣控制，在空氣噴嘴上安 裝有電磁閥，所用化C、電磁閥等均可從市場上購買并按照本實用新型的技術方案進行組裝 和連接。
[0011] 在本實用新型中，為了提供穩(wěn)定的壓縮空氣量，所述空氣噴嘴的進氣管路連接到 壓縮空氣穩(wěn)壓箱，并在進氣管路上安裝有調(diào)壓閥。
[0012] 在本實用新型中，為了及時獲知空氣流量，在調(diào)壓閥與空氣噴嘴之間安裝有氣體 流量計，該空氣流量計連接到化C。
[0013] 本實用新型的技術方案，尤其適用于雙排氣管的發(fā)動機，在發(fā)動機具有兩路排氣 管的情況下，空氣噴嘴也為兩個同時噴射;對于單排氣系統(tǒng)的發(fā)動機只用其中一路空氣噴 嘴控制即可。
[0014] 與傳統(tǒng)技術方案相比，本實用新型具有如下技術進步：
[0015] 1、該裝置直接向排氣管中噴射空氣量，用W控制Ξ元催化器中空燃比按規(guī)定的要 求進行變化。
[0016] 2、該空氣噴射裝置無需調(diào)整發(fā)動機汽油噴射ECU控制的空燃比，簡化了設計和控 制過程；
[0017] 3、通過化C精確控制在排氣補氣工況空氣噴射的時間始點和按一定占空比進行噴 射空氣量，同時可通過化C實現(xiàn)裝置動作與發(fā)動機汽油噴射ECU的指令保持同步。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本實用新型的原理結構框圖。
[0019] 圖2是本實用新型空氣噴射裝置氣路結構示意圖。
[0020] 在附圖中，各數(shù)字代碼含義如下：
[0021] 1、臺架(含控制系統(tǒng)）；2、油口； 3、汽油噴射ECU; 4、電滿流測功機;5、發(fā)動機;6、第 一 Ξ元催化器;7、第二Ξ元催化器;8、第一寬域氧傳感器及排氣溫度傳感器;9、第二寬域氧 傳感器及排氣溫度傳感器；10、流量監(jiān)控空氣噴射控制用化C; 11、壓縮空氣穩(wěn)壓箱；12、第一 調(diào)壓閥；13、第二調(diào)壓閥；14、氣體流量計；15、空氣噴嘴；16、第一手動球閥；17、第二手動球 閥；18、左排氣管；19、右排氣管。
【具體實施方式】
[0022] 在如下實施中，申請人結合附圖對本實用新型的實現(xiàn)方式進行了詳細說明，并提 供了若干部件名稱W說明本實用新型如何實現(xiàn)。其中所提供的部件、型號、規(guī)格等僅為示意 性的，并不對本實用新型構成限制。本實用新型的保護范圍涵蓋于權利要求及其等同變換。
[0023] 在如下中，可采用德國ETAS公司生產(chǎn)的寬域氧傳感器，配備二次儀表ES630顯示空 燃比A/F和氧濃度;在空氣噴嘴上安裝日本SMC公司生產(chǎn)的高速電磁閥VXF-20W匹配化C可 編程控制器;氣體流量計可采用德國ABG公司的空氣流量計，配備二次儀表ABGD顯示噴射空 氣流量。
[0024] 參考圖1，本實用新型的空氣噴射裝置，應用于發(fā)動機試驗室的具有臺架控制系統(tǒng) 的臺架1上，用于車用催化器的老化試驗。通過精確控制噴入發(fā)動機排放氣管的空氣量來控 制試驗過程中需求的發(fā)動機空燃比A/F。該空氣噴射裝置由壓縮空氣穩(wěn)壓箱11，分成平行兩 路，一路連接調(diào)壓閥12和空氣流量計14,其前端連接空氣噴嘴15;另一路連接調(diào)壓閥13和空 氣流量計14其前端連接空氣噴嘴15。空氣噴嘴15經(jīng)過彈黃軟銅管與排氣管支路的Ξ元催化 器6相連接，其前端口連接有寬域氧傳感器及排氣溫度傳感器8，另一路空氣噴嘴15與排氣 管支路的Ξ元催化器7相連接，其前端連接有寬域氧傳感器及排氣溫度傳感器9。發(fā)動機5連 接有油口2、電滿流測功機4，由汽油噴射ECU 3控制發(fā)動機，發(fā)動機5同軸相連有雙排氣管， 排氣管支路裝有Ξ元催化器6和Ξ元催化器7,在排氣管左支路上裝有寬域氧傳感器及排氣 溫度傳感器8，在排氣管右支路上裝有寬域氧傳感器及排氣溫度傳感器9。
[0025] 如上所示顯示了針對雙排氣管的發(fā)動機設計的空氣噴嘴結構，兩路排氣管同時噴 射;對于單排氣系統(tǒng)的發(fā)動機只用其中一路控制即可，因此，在設計中噴射彈黃銅氣管的內(nèi) 徑設計為8~10mm。
[0026] 在使用時，臺架的控制系統(tǒng)控制油口2和電滿流測功機4提供發(fā)動機6運轉的穩(wěn)定 負荷，滿足被測的Ξ元催化器的空速的要求;排氣空氣噴嘴用于精確控制排氣空氣補氣量， 從而控制空燃比A/F;氣體質(zhì)量流量計用于測量排氣空氣噴嘴15的空氣流量，從而計算出空 速值;壓縮空氣由調(diào)壓閥調(diào)節(jié)，W用于提供穩(wěn)定的壓縮空氣量。汽油噴射ECU 3用于控制發(fā) 動機5噴油量進而控制排氣溫度;發(fā)動機5運轉工作用于對Ξ元催化器提供高溫排氣；Ξ元 催化器裝在排氣管路之間的連接有寬域氧傳感器用于測量提供給Ξ元催化器的燃燒空燃 比A/F及氧濃度;排溫傳感器用于測量排氣溫度。
[0027] 參考圖2,顯示了本實用新型的空氣噴射裝置的具體安裝應用，通過球閥決定是否 噴射空氣。當試驗單排氣管發(fā)動機產(chǎn)品時，可W關閉一路手動球閥16或者手動球閥17。 [00%]如下所示，顯示了本實用新型的一種典型應用環(huán)境：
[0029] 試驗工況過程控制:首先啟動發(fā)動機在空速SV運行一段時間，然后調(diào)節(jié)發(fā)動機5的 油口 2及電滿流測功機4的勵磁電流加載荷，使發(fā)動機部分負荷穩(wěn)定運行，通過汽油噴射ECU 3使Ξ元催化器6和Ξ元催化器7前排氣溫度升高到要求的溫度810°C±2(rC。穩(wěn)定工況通過 控制汽油噴射ECU達到控制空燃比A/F= 14.8，即過量空氣系數(shù)λ= 1，
[0030] 斷油補氣工況時，空燃比最大A/F = 24;使發(fā)動機工作在通過流量監(jiān)測空氣噴射系 統(tǒng)10的脈寬控制空氣噴嘴噴射量，脈寬控制頻率為0~100化可調(diào)，占空比為0~100%可調(diào)， 通過控制排氣空氣噴嘴15進行排氣管中補空氣，通過控制排氣管空氣噴嘴15噴入空氣達到 控制A/F = 24過量空氣系數(shù)變大λ = 1.3。通過流量監(jiān)控空氣噴射系統(tǒng)10的化C可編程控制器 實現(xiàn)控制一定脈寬和時間5(S)秒工況控制，時間到達，則轉入穩(wěn)定工況使排氣空氣噴嘴15 達到一定的二工況循環(huán)變化，W滿足二工況循環(huán)的控制要求。
[0031] 臺架老化試驗在發(fā)動機試驗臺架上進行，試驗工況循環(huán)如下表1所示：
[0032] 表1:試驗工況設計
[0033]
[0034] 工況1與工況2交替運行，直至規(guī)定的快速老化時間100小時。催化轉化器入口溫度 測量點與載體前端的距離應小于300皿1。100小時大約5540次的二工況循環(huán)控制。注明：工況 1為均勻工況、工況2為補氣工況。
【主權項】
1. 一種發(fā)動機三元催化器臺架老化試驗用空氣噴射裝置，其特征在于通過空氣噴嘴連 接到發(fā)動機連通三元催化器的排氣管路上，該空氣噴嘴連接有PLC實現(xiàn)空氣噴射控制，發(fā)動 機相連的電渦流測功機和油門，油門與發(fā)動機的連接管路上設有ECU。2. 根據(jù)權利要求1所述的空氣噴射裝置，其特征在于所述空氣噴嘴的進氣管路連接到 壓縮空氣穩(wěn)壓箱，并在進氣管路上安裝有調(diào)壓閥。3. 根據(jù)權利要求2所述的空氣噴射裝置，其特征在于在調(diào)壓閥與空氣噴嘴之間安裝有 氣體流量計，該空氣流量計連接到PLC。4. 根據(jù)權利要求1所述的空氣噴射裝置，其特征在于三元催化器上連接有寬域氧傳感 器和排氣溫度傳感器。
【專利摘要】本實用新型公開了一種發(fā)動機三元催化器臺架老化試驗用空氣噴射裝置，通過空氣噴嘴連接到發(fā)動機連通三元催化器的排氣管路上，該空氣噴嘴連接有PLC實現(xiàn)空氣噴射控制。本實用新型的空氣噴射裝置通過直接向排氣管中噴射空氣，達到控制三元催化器中空燃比A/F按規(guī)定的要求進行脈沖變化和實現(xiàn)自動變工況補氣控制，控制過程簡單，控制范圍廣，控制精度高，適用于各種汽油發(fā)動機的車用三元催化器的臺架老化試驗。
【IPC分類】G01M15/02
【公開號】CN205333314
【申請?zhí)枴緾N201520794200
【發(fā)明人】劉小舫, 汪侃, 蔡秀華
【申請人】蔡秀華
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2015年10月14日