一种汽车催化器储氧量测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于发动机技术领域，尤其涉及一种汽车催化器储氧量测试系统。
【背景技术】
[0002]随着汽车排放法规的日益严格，催化器的储氧能力好坏决定着催化器应对汽车在瞬态工况下的污染物排放量多少，同时催化器储氧量对OBDII临界催化器的制备有着重要的参考意义。具体说来，三元催化器是现代发动机管理系统中必不可少的重要零部件，安装于汽车排气系统中，其工作温度达到300°以上时，在贵金属铂、铑、钯的催化作用下，能将汽车燃烧产生的C0、HC、N0x等有害气体发生氧化还原化学反应，转化为C02、H20、N2，从而净化汽车尾气。而其中催化器的储氧能力即储氧量OSC是当今汽油车三元催化器的最重要因素，因此需要寻求一种测试催化器储氧量的系统。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种汽车催化器储氧量测试系统，该测试系统对于研究汽车催化器的活性优劣有着很重要的作用。
[0004]本实用新型的目的是采用以下技术方案实现的:
[0005]—种汽车催化器储氧量测试系统，包括发动机ECU、空气进气流量计、前宽频氧传感器、后宽频氧传感器、温度传感器以及数据采集机箱，其中
[0006]所述空气进气流量计设置于发动机空气滤清器之后、节气门之前，用于测量发动机进气流量;所述前宽频氧传感器和后宽频氧传感器分别安装在催化器的进出气前后两端，分别用以采集催化器前后的气体氧浓度;所述温度传感器设置在催化器的进气前端;所述数据采集机箱设置在远离催化器的位置，并接收空气进气流量计、前宽频氧传感器、后宽频氧传感器以及温度传感器的输出信号;所述发动机ECU与数据采集机箱连接。
[0007]由于采用了上述技术方案，本实用新型具有以下优点:
[0008]本实用新型所述汽车催化器储氧量测试系统结合了空气进气流量计、前宽频氧传感器、后宽频氧传感器、温度传感器等数据采集单元，以及接收上述各单元输出信号进行处理的数据采集机箱，通过数据采集机箱将各个测量数据送入到发动机ECU，发动机ECU基于各个测量数据计算出催化器储氧量。该测试系统能准确的测试GB18352.5-2013国五阶段汽车催化器储氧量，满足OBDII临界催化器相关技术要求。
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型所述汽车催化器储氧量测试系统的结构示意图；
[0010]图2为本实用新型所述汽车催化器进、出口的氧气浓度曲线。
【具体实施方式】
[0011]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步阐述:
[0012]如图1所示，本实用新型提供一种汽车催化器储氧量测试系统，包括发动机ECU、空气进气流量计、前宽频氧传感器、后宽频氧传感器、温度传感器以及数据采集机箱，
[0013]其中，所述空气进气流量计设置于发动机空气滤清器之后、节气门之前，用于测量发动机进气流量;所述前宽频氧传感器和后宽频氧传感器分别安装在催化器的进出气前后两端，分别用以采集催化器前后的气体氧浓度;所述温度传感器设置在催化器的进气前端；所述数据采集机箱设置在远离催化器的位置，并接收空气进气流量计、前宽频氧传感器、后宽频氧传感器以及温度传感器的输出信号;所述发动机ECU与数据采集机箱连接。
[0014]更具体是设置方案是，所述前宽频氧传感器和后宽频氧传感器分别安装在距离催化器进出气前、后端面100?300mm之间。所述温度传感器为暴露型温度传感器，其距离催化器的进气前端150?300mm之间，且用0.5mm探头深入到催化器前端面20?30mm处。所述数据采集机箱布置在远离催化器的10米内的位置。所述数据采集机箱包括模拟电压输入模块和热电偶输入模块，其中所述模拟电压输入模块接收空气进气流量计、前宽频氧传感器、后宽频氧传感器的输出信号，所述热电偶输入模块接收温度传感器的输出信号。模拟电压输入模块为4通道24位模拟电压输入模块NI9239，热电偶输入模块为4通道热电偶输入模块NI9211o
[0015]基于上述测试系统，给出以下汽车催化器储氧量的测试方法:
[0016]一、数据采集布置
[0017]①将空气进气流量计测量空气流量输出信号、宽频氧传感器输出测量信号接入NI9239(4通道24位模拟电压输入模板)，然后送入到发动机E⑶(电子控制单元)
[0018]②将温度传感器测量输出信号输入到NI921U4通道热电偶输入模块)，然后送入到发动机ECU;
[0019]二、运行逻辑原理
[0020]①发动机升温至450到550度之间(通过温度传感器)；
[0021]②使发动机的进气流量保持在10g/s(通过空气进气流量计)，不限于10g/s;
[0022]③设置设备采样率333HZ.采样数20000点；
[0023]④利用开放型发动机ECU调整λ在0.85至1.1之间波动。每个循环运行30秒或以上，储氧能力越强的三元催化器(即TWC)，充氧和耗氧时间越长，因此所需的运行时间也就越长，连续10各循环。
[0024]三、由TWC进、出口的O2浓度曲线(如图2所示，通过前宽频氧传感器和后宽频氧传感器获得)，通过积分面积计算出体积单位的储氧量(单位％s，或ppms，I % = 10,OOOppm):0SC=13.075
[0025]四、将体积单位的储氧量(ppms)乘以通过TWC的气体质量流量(mg/s)再除以16，即可得到一个测试循环下的储氧质量(mg)。
[0026]五、计算出以上新鲜TWC的OSC(mg)为:13.075X 104(ppms) XlOX 103(mg/s)/106 =1307.5mg;同理，计算出以上老化过的TWC的OSC(mg)为:8.425 X 104(ppms) XlOX 103(mg/s)/106 = 842.5mg0
[0027]本实用新型所述汽车催化器储氧量测试系统可以安装在汽车或汽车发动动机实验室内。发动机升温至450到550度之间；使发动机的进气流量保持在20g/s;利用开放型ECU调整λ在0.85至1.1之间波动，使催化剂在“富油(Rich)-富氧(Lean)”交替变化的尾气气氛条件下工作。当富油时，需要额外的02来消耗过量的CO和HC;当富氧时，过量的02需要被消耗掉。储氧材料的应用解决了这个问题，在富氧时储存过量的02，而在富油时释放出02。因此，储氧量(即0SC)可作为缓冲来抑制由于闭环空燃比控制反馈而引起的空燃比波动(或扰动)，这样三元催化器TWC可以在理论空燃比或接近理论空燃比的工况下运行。具有良好储放氧功能的稀土材料，如Ce02、Zr02等被普遍应用于汽油车TWC。由于OSC特性与TWC效率紧密相关，因此OSC可作为车载诊断系统(OBD)工具对TWC进行监控。目前的OBD技术就是基于监测OSC参数，通过OSC来反映催化剂的活性状态。因此，储氧量OSC无疑是当今汽油车三元催化器TWC的最重要的特征。
[0028]尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
【主权项】
1.一种汽车催化器储氧量测试系统，其特征在于，包括发动机ECU、空气进气流量计、前宽频氧传感器、后宽频氧传感器、温度传感器以及数据采集机箱，其中 所述空气进气流量计设置于发动机空气滤清器之后、节气门之前，用于测量发动机进气流量;所述前宽频氧传感器和后宽频氧传感器分别安装在催化器的进出气前后两端，分别用以采集催化器前后的气体氧浓度;所述温度传感器设置在催化器的进气前端;所述数据采集机箱设置在远离催化器的位置，并接收空气进气流量计、前宽频氧传感器、后宽频氧传感器以及温度传感器的输出信号;所述发动机ECU与数据采集机箱连接。2.如权利要求1所述的汽车催化器储氧量测试系统，其特征在于，所述前宽频氧传感器和后宽频氧传感器分别安装在距离催化器进出气前、后端面100?300mm之间。3.如权利要求2所述的汽车催化器储氧量测试系统，其特征在于，所述温度传感器为暴露型温度传感器，其距离催化器的进气前端150?300mm之间，且用0.5mm探头深入到催化器前端面20?30mm处。4.如权利要求3所述的汽车催化器储氧量测试系统，其特征在于，所述数据采集机箱布置在远离催化器的1米内的位置。5.如权利要求4所述的汽车催化器储氧量测试系统，其特征在于，所述数据采集机箱包括模拟电压输入模块和热电偶输入模块，其中所述模拟电压输入模块接收空气进气流量计、前宽频氧传感器、后宽频氧传感器的输出信号，所述热电偶输入模块接收温度传感器的输出信号。
【专利摘要】本实用新型公开了一种汽车催化器储氧量测试系统，包括发动机ECU、空气进气流量计、前宽频氧传感器、后宽频氧传感器、温度传感器以及数据采集机箱，其中空气进气流量计设置于发动机空气滤清器之后、节气门之前，用于测量发动机进气流量；前宽频氧传感器和后宽频氧传感器分别安装在催化器的进出气前后两端，分别用以采集催化器前后的气体氧浓度；温度传感器设置在催化器的进气前端；所述数据采集机箱设置在远离催化器的位置，并接收空气进气流量计、前宽频氧传感器、后宽频氧传感器以及温度传感器的输出信号；所述发动机ECU与数据采集机箱连接。本实用新型所述的汽车催化器储氧量测试系统可以有效测试催化器的储氧能力，并以此获知催化器的活性优劣。
【IPC分类】F01N11/00
【公开号】CN205225402
【申请号】CN201521048999
【发明人】何波
【申请人】重庆海特汽车排气系统有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月15日