一种基于发动机台架的催化剂考核装置和方法_2

文档序号:9469948阅读:来源:国知局
4,催化转化器2中内置有待测催化剂样品?’发动机I的排气口与催化转化器2的入口连通;分流件3设置在催化转化器2与发动机I的连通管路上,以便对由发动机I的排气口所排出的废气进行分流,进而控制进入催化转化器2的气体量;气体分析仪4用于分析进入和流出催化转化器2的气体,可以分析气体的成分和含量,例如实现D0C、三元催化器等气体成分的检测,以便根据分析结果对催化剂的性能进行评估。
[0041]采用本发明的催化剂考核装置,在发动机I与催化转化器2的连通管路上设置分流件3,通过分流控制进入催化转化器2的气体量,以实现对空速的控制;同时,本发明的催化剂考核装置可以通过调节发动机I的扭矩和转速实现对排气温度的控制;而空速和温度是催化剂性能测试的两个主要参考量,故本发明的催化剂考核装置能够准确地检测催化剂在多种工况下的性能,具有更强的实践指导意义。
[0042]—方面,本发明的催化剂考核装置包括发动机1,将发动机I的排气口与催化转化器2的入口连通,从而将发动机I排放的废气直接输出至催化转化器2进行催化反应;与现有技术中采用配气模拟发动机I废气相比,不但节省了配气设备的购置以及维护成本,还为催化剂的考核提供了真实的气源,更加真实地反映了催化剂在发动机I上的表现。
[0043]另一方面,对于某一特定的发动机1,受发动机I本身性能的影响,往往得不到高排温、低空速的工况,也得不到低排温、高空速的工况;而排温和空速属于催化剂性能测试的两个重要参考量或者说影响因素,如果无法对排温和空速分开调节,就无法对催化剂在多种工况下的性能进行综合考核。针对上述技术问题,本发明的催化剂考核装置设有分流件3,将发动机I的排气口排出的废气进行分流,以控制进入催化转化器2的气体量,从而实现对空速的控制,此时,可以通过发动机I的扭矩和转速控制排温(即发动机I的排气口所排放废气的温度),从而实现高排温、低空速和低排温、高空速的工况,或者根据需要设定所需的工况,从而全面考核催化剂在多种工况下的性能。此时,采用一台发动机I即可获得多种发动机I的实际工况,相当于实现了催化剂在多种发动机I上的考核,以便为多种发动机I选择能够匹配的催化剂类型,优化后处理的效果。
[0044]本发明的催化剂考核装置还可以包括第一取样管5和第二取样管6,两者分别设置在催化转化器2的入口和出口,且均与气体分析仪4连接。如图1所示,第一取样管5连接在催化转化器2的入口,第二取样管6连接在催化转化器2的出口,通过第一取样管5和第二取样管6对进入和流出催化转化器2的气体进行取样,然后将取出的样品输送至气体分析仪4,通过气体分析仪4检测气体的成分和含量,以便检测人员对催化前后的气体进行分析。
[0045]第一取样管5和第二取样管6可以根据需要选择各种形式,具体可以根据现有技术进行设置。
[0046]此外,所述待测催化剂样品是指用于试验的催化剂,可以直接采用催化剂成品;试验时,催化剂样品可以封装在催化转化器2中。所述催化剂成品是指,发动机I后处理系统中实际使用的催化剂产品,通常为现有技术中的标准规格。现有技术中采用催化剂小样测试,从催化剂成品上割取规则体积的产品,通常体积较小,不管是直径还是长度均会发生变化,代表性较差;而受成本限制,通常不会在同一个催化剂成品的不同部位取样进行多次测试,导致检测结果不能很好地反映催化剂成品的特性。相比于现有技术,本申请的待测催化剂样品可以直接采用催化剂成品,结构完整性较强,具有更强的代表性和真实性,能够更好地反映催化剂的实际性能。
[0047]在上述基础上,分流件3的结构形式多样,凡是能够起到分流作用的部件均能够作为本申请的分流件3,具体可以参照现有技术进行设置。
[0048]在一种设置方式中,如图1所示,分流件3可以包括分流管31和流量控制阀32,分流管31可以连接在发动机I与催化转化器2的连通管路上,然后将流量控制阀32设置在分流管31上。通过控制流量控制阀32的开度调节进入分流管31的气体量,从而实现对分流量的控制;由发动机I排出的废气一部分进入分流管31,另一部分进入催化转化器2,则通过控制分流量可以间接实现对进入催化转化器2中气体量的控制。
[0049]所述分流管31可以包括若干支管,均连接在发动机I与催化转化器2的连通管路上;可以在各支管上均设置流量控制阀32,以实现对分流量的快速精确控制;此时,可以选择开启或者关闭其中某个或者某几个支管,以便根据需要快速调节气体量。
[0050]当分流管31包括若干支管时,可以将流量控制阀32替换为开关阀,通过连通支管的数量实现对分流量的控制,进而调节进入催化转化器2的气体量。
[0051]在另一种设置方式中,本发明的分流件3也可以仅包括流量控制阀32,将流量控制阀32直接设置在发动机I与催化转化器2的连通管路上,以实现对进入催化转化器2的气体量的控制。此时,流量控制阀32可以为溢流节流阀,一方面通过节流阀实现发动机I与催化转化器2的连通,另一方面通过溢流阀进行溢流,避免因发动机I排气口的压力过大而损伤发动机I。本领域技术人员可以根据需要选择不同类型的控制阀进行组合,形成控制阀组,最终实现对进入催化转化器2的气体量的控制,同时避免对发动机I造成损伤,不限于上述溢流节流阀。
[0052]本申请还可以包括流量计7,催化转化器2的出口可以连接出口管,将经过催化处理的气体有出口管向外排出;此时,可以将流量计7设置在出口管上,用于检测流经催化转化器2的气体量,以衡量当前空速。
[0053]本申请还可以包括控制器,然后将气体分析仪4、分流件3以及流量计7均与控制器信号连接,则可以通过控制器控制分流件3的分流量,同时可以将气体分析仪4的分析结果以及流量计7的检测结果传递给控制器,便于控制器进行综合控制和分析。还可以设置与控制器信号连接的显示器,将气体分析仪4的分析结果以及流量计7的检测结果通过显示器予以显示。本申请的控制器可以为计算机或者单片机等控制部件,控制器的设置可以实现在线控制以及实时监测。
[0054]本文所述的信号连接是指,以有线或者无线连接实现信号传递的方式。
[0055]本申请的催化剂考核装置基于发动机台架,或者说是在发动机台架上实现的,是一种台架试验装置。即可以利用发动机台架实现催化剂的考核。
[0056]详细地,影响催化剂性能的主要因素有排气温度、空速和废气组分等,排温对于NOx的转化效率影响显著,空速相对不明显,但空速的高低直接影响催化剂的氨存储能力和氨泄漏,从而影响叫的转化效率。在发动机台架上考核催化剂的性能时,通常通过增大扭矩以得到更高的排温,通过增加转速得到更高的空速;然而,对于某一特定发动机1,受到发动机I本身性能的影响,往往得不到高排温和低空速的工况,也得不到低排温高空速的工况,对催化剂性能的考核有一定的限制。因此,为准确、科学的评估催化剂的性能,考核催化剂在不同空速、不同排温下的性能,对现有的发动机台架进行了改进,以形成一种催化剂的台架式考核装置,灵活可靠地实现对催化剂性能的考核。
[0057]本发明还提供了一种催化剂的考核方法,对发动机I排气口所连接催化转化器2中的待测催化剂样品进行考核,具体可以包括以下步骤:
[0058]S1、将由所述排气口流出的废气进行分流,以调节进入所述催化转化器2的气体量,通过调整发动机I的扭矩和转速调节排温;
[0059]S2、对进入和流出所述催化转化器2的气体进行分析,以评估所述待测催化剂样品的性能。
[0060]采用本发明的考核方法,可以通过分流调整进入催化转化器2的气体量,实现对空速的调整;还可以根据需要调整发动机I的工况,以调节排温,此时便可以对不同排温、不同空速下催化剂的性能进行考核,也可以保持其中一个量不变而控制
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