基于台架的柴油机尾气氨均匀性的测试装置及其测试方法与流程

本发明涉及汽车尾气排放测试领域，特别涉及基于台架的柴油机尾气氨均匀性的测试装置及其测试方法。

背景技术：

1、氮氧化物(nox，主要是no和no2)是柴油发动机中主要的排放物之一，选择性催化器还原(scr)是控制其排放最有效的方法，也是目前发动机上最主流的一项技术，其主要原理是尿素喷射系统将尿素溶液喷入scr催化器内，尿素分解成氨(nh3)后将nox降解为无害的氮气和水。

2、nh3在与nox反应过程中主要受发动机排温、排气流速以及催化器内nh3的均匀性等因素的影响。为了提高催化器中nh3的均匀性，以促进与nox的反应效率，因此需要针对尿素喷射系统、催化器结构进行不断优化并测试优化后的效果，即催化器中nh3的均匀性。

3、现有的nh3均匀性测试方法中主要采用固定排气源，主要用no代替发动机排气中的nox，一方面增加了使用成本，一方面脱离了发动机实际排气过程中多气体组份、排温、排气流速等各因素的影响，无法保证测试结果的准确性；另一种是采用多个nh3采样装置同时测量，增加了测试成本和测试难度。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明实施例的目的在于提供一种适用于发动机台架的用于测试催化器中nh3均匀性的试验装置和方法，以解决上述背景技术中的问题，该方法可以在采用一个nh3分析仪的情况下完成对催化器内不同位置nh3均匀性的测试，操作简单，成本低，同时可以保证测量数据的准确、有效性。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、基于台架的柴油机尾气氨均匀性的测试装置，包括与scr催化器对接的测试空管，所述测试空管周围设置若干个氨均匀性测试单元，所述氨均匀性测试单元用于采集scr催化器释放的实时氨浓度，根据采集的数据将计算的尿素喷射量的计量比反馈到尿素喷射装置，以及根据采集的数据对氨均匀性测试单元的数量、位置进行调整，计算得到不同工况下氨均匀性数据。

4、作为本发明进一步的方案，所述测试空管周围设置有4个所述氨均匀性测试单元。

5、作为本发明进一步的方案，所述氨均匀性测试单元包括安装座，以及位于安装座上的nh3采样管。

6、作为本发明进一步的方案，所述nh3采样管位于测试空管内的长度可调节。

7、作为本发明进一步的方案，所述scr催化器的进气端设置有一尿素喷射装置，所述尿素喷射装置可对尿素喷射量进行调节。

8、作为本发明进一步的方案，根据所述氨均匀性测试单元采集的实时nox浓度、排气流量信息按照反应方程式计算nox完全转化所需的尿素喷射量；

9、尿素分解：(nh2)2co7h2o→2nh3+co2+6h2o；

10、nox还原：4nh3+4no+o2→4n2+6h2o；

11、nox还原：4nh3+2no+2no2→4n2+6h2o；

12、按照步骤计算所得理论尿素喷射量的1.2倍喷射尿素，进而保证能够有nh3泄露，直到nh3泄露稳定。

13、本发明另一面，基于台架的柴油机尾气氨均匀性的测试方法，包括以下步骤：

14、根据发动机的常用运行区域调整到固定的转速、扭矩；

15、将nh3采样管从第一个安装座中插入后进行采样，记录nh3浓度；

16、根据当前工况下排气中的nox浓度、排气流量信息计算nox完全转化所需的尿素喷射量；

17、待采集的nh3泄露稳定后，记录nh3的浓度，得到氨均匀性初始数据。

18、作为本发明进一步的方案，通过在测试空管周围设置有4个氨均匀性测试单元，并依次读取其他三个安装座相同深度下的nh3采样管采集的nh3浓度；

19、根据读取的各位置的nh3计算nh3均匀性，计算公式如下，

20、[1-(最大值-最小值)/平均值]*100％。

21、作为本发明进一步的方案，根据采集氨均匀性的稳定性需求调整安装座的数量、位置、采样管的采集深度、发动机工况、尿素喷射量，测量不同条件下的nh3均匀性。

22、本发明具有以下有益效果：

23、1、本发明根据scr催化器尺寸设计与其对接的测试空管，沿测试空管外围均匀布置4个(可以根据需求增加)nh3测试装置安装座。在发动机测试台架固定发动机的转速、扭矩，根据nox浓度、排气流量计算转化nox所需的尿素喷射量，按照1.2倍的计量比喷射尿素，待nh3泄露稳定后，读取装置内不同位置的nh3浓度，计算nh3均匀性。

24、2、本发明可以根据采集氨均匀性的稳定性需求调整安装座的数量、位置、采样管的采集深度、发动机工况、尿素喷射量，从而可以测量不同条件下的nh3均匀性。

25、为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

技术特征：

1.基于台架的柴油机尾气氨均匀性的测试装置，其特征在于，包括与scr催化器对接的测试空管，所述测试空管周围设置若干个氨均匀性测试单元，所述氨均匀性测试单元用于采集scr催化器释放的实时氨浓度，根据采集的数据将计算的尿素喷射量的计量比反馈到尿素喷射装置，以及根据采集的数据对氨均匀性测试单元的数量、位置进行调整，计算得到不同工况下氨均匀性数据。

2.如权利要求1所述的基于台架的柴油机尾气氨均匀性的测试装置，其特征在于，所述测试空管周围设置有4个所述氨均匀性测试单元。

3.如权利要求2所述的基于台架的柴油机尾气氨均匀性的测试装置，其特征在于，所述氨均匀性测试单元包括安装座，以及位于安装座上的nh3采样管。

4.如权利要求3所述的基于台架的柴油机尾气氨均匀性的测试装置，其特征在于，所述nh3采样管位于测试空管内的长度可调节。

5.如权利要求4的基于台架的柴油机尾气氨均匀性的测试装置，其特征在于，所述scr催化器的进气端设置有一尿素喷射装置，所述尿素喷射装置可对尿素喷射量进行调节。

6.如权利要求4所述的基于台架的柴油机尾气氨均匀性的测试装置，其特征在于，根据所述氨均匀性测试单元采集的实时nox浓度、排气流量信息按照反应方程式计算nox完全转化所需的尿素喷射量；

7.基于台架的柴油机尾气氨均匀性的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.如权利要求7所述的基于台架的柴油机尾气氨均匀性的测试方法，其特征在于，

9.如权利要求8所述的基于台架的柴油机尾气氨均匀性的测试方法，其特征在于

技术总结
本发明公开了基于台架的柴油机尾气氨均匀性的测试装置及其测试方法，包括与SCR催化器对接的测试空管，所述测试空管周围设置若干个氨均匀性测试单元，所述氨均匀性测试单元用于采集SCR催化器释放的实时氨浓度，根据采集的数据将计算的尿素喷射量的计量比反馈到尿素喷射装置，以及根据采集的数据对氨均匀性测试单元的数量、位置进行调整，计算得到氨均匀性数据，可以实现采用一个NH<subgt;3</subgt;分析仪的情况下完成对催化器内不同位置N<subgt;H3</subgt;均匀性的测试，操作简单，成本低，同时可以保证测量数据的准确、有效性。

技术研发人员：夏慧鹏,吴伟,杨新春
受保护的技术使用者：上海和夏骏道智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13