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专利名称：三元催化器快速老化实验系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对汽车三元催化器进行快速老化实验的装置。
背景技术：
三元催化转化器是解决汽车排放问题的最主要手段，对催化器的测试和评价还处于起步阶段，其中老化评价是重要方面。 目前，三元催化器的老化评价方法主要是实车道路老化评价和发动机台架老化评价两种。其中，道路实车老化在成本，时间和工作量上都使得试验难以进行。发动机台架试验是现在应用最广泛的三元催化器老化评价方法，但发动机台架试验系统主要存在以下不足(I)、发动机的流量变化范围不够宽，因此针对流量相差较大的催化器要更换发动机。(2)、发动机排气的最高温度一般最高1000°C以下，使得催化器的热老化时间相对较长。(3)、空燃比的变化范围窄，为了最大测量三元催化器在不同空燃比下的寿命，有时需要有较大的空燃比变化范围，发动机受自身性能的限制，变化范围也有限制。(4)、在原有发动机基础上改造的发动机台架系统，需要对发动机的控制进行重新的改造，且受到发动机结构功能的限制，比较复杂。

实用新型内容为了克服三元催化器老化实验中发动机台架系统的不足，本实用新型提供一种新的实验系统，该系统使得流量和空燃比的变化范围得到了极大的提高，最高温度将达到1200°C，大大缩短了试验用时。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是用高压风机和燃烧器的组合替代发动机台架实验中的发动机来产生高温燃气，其中燃烧器的喷油嘴改装为喷油频率和脉宽可调的油嘴。用高压风机送气，控制流量在大范围内变化。采用一个换热器实现温度的调节。具体的连接方式是，将燃烧器安装在一个大一点的稳压箱中连成一个整体，稳压箱的目的是使得流量稳定，不会出现过大的波动。高压风机就和稳压箱连接，为燃烧系统提供大流量高压力的空气。高温的燃气从稳压箱的出口(即燃烧器出口)流出后先进入燃烧室进行充分燃烧，然后进入高温管道，高温管道采用最高耐温1350°c的高温管。管道分两路，支路进入换热器，进行调温，干路上安装有调温阀门，调节进入换热器的高温燃气流量。在换热器的出口处，高温气和低温气混合，达到需求的温度。混合气进入三元催化器实现快速老化实验。同时按照国标中的实验流程要求，还有一条支路使得可以选择使常温空气进入三元催化器。[0012]该实用新型系统的控制方法是根据测得的三元催化器入口温度、燃气流量和燃气的空燃比三个参数来调节高压风机的空气流量(调节变频器)、喷油嘴的喷油量(脉宽信号调节)和进入换热器的燃气流量(调节干路上的调温阀门开度)。具体调节时的控制策略是按照国标的实验要求来实现的。本实用新型的有益效果是(I)本实验系统可以做多种型号三元催化器的老化实验，而不需要更换设备，降低了成本；(2)由于燃烧器可以大范围调节喷油量，因此老化最高温度更高，可达1200°C，力口快了老化速度，节省了时间； (3)因为不需要向发动机一样不断点火，使得空燃比的调节范围也更大，满足更苛刻的实验要求。(4)对流量、空燃比和温度三个量的调节都可以单独实现，使得调节控制值更简单更精确，整套系统运行稳定，可重复性好；(5)同时燃烧器也可以调节为汽油、柴油两种工况，极大地方便了不同种类的三元催化器实验。由于燃烧器相对于发动机的燃烧稳定性和寿命优势，使得整个系统可以做到免维护，系统寿命和安全稳定性也更高。
以下结合附图
和实例对本实用新型进一步说明。附图为本实用新型的整体结构图图中I.燃烧器稳压箱，2.燃烧室，3.换热器，4.空气流量计，5.补气风机，6.振动台系统，7.空气流量计，8.供气风机，9.油耗仪，10.燃烧器，11.调温阀们，12.振动阀门，13.热老化阀门，14.水急冷系统附图为本三元催化器快速老化实验系统的整体结构图，燃烧器10即安装在稳压箱I中，组成燃烧器稳压箱，同时油耗仪9实现对耗油量的监控。高压风机8与稳压箱连接，为系统送气。燃烧室2能让混合燃气实现充分燃烧。通过控制调温阀们11的开度，就能控制进入换热器3的高温燃气量，从而调节混合燃气的温度。在水急冷系统14内部便是三元催化器的安装位置，这一部分还安装有实验中用来实现水急冷的喷淋系统。同时另一条支路振动台6处为三元催化器的震动实验部分，振动台6为振动试验的振动源，其上安装三元催化器。高压风机5是为振动试验的循环过程提供常温气体的部分。通过控制快速开关的气动阀门12和13可以选择进行哪中实验。
具体实施方式
在附图中，空气通过供气风机8进入燃烧器稳压箱1，通过空气流量计7实时测定流量。在稳压箱I右侧出口处燃烧器10喷嘴喷油实现油气混合并点火。空燃比就由空气流量和喷油量控制。然后混合燃气进入燃烧室2，实现充分燃烧。可以通过改变调温阀门11的开度改变进入换热器3的燃气量，阀门10开度变大则流入换热器3中的燃气减少，反之流入换热器3的燃气增加，通过控制换热器3的燃气流量来实现对燃气温度的控制。其后，打开热老化阀门13，混合后的燃气可以进入水急冷系统14，进行热老化实验和按照国标规定的水急冷实验。也可以通过振动阀门12进入振动台6进行三元催化器的振动试验。同时，在振动实验的时候，系统的补气风机5可以按照国标要求的三元催化器实验循环在需要的时候提供常温空气，提供的常温空气流量可以由空气流量计4测得。为达到国标中状态切换和调节时间的快速性要求，阀门应能快速开闭，所以阀门12和阀门13采用气动阀门。整个系统的控制部分主要包括控制风机5风机8的流量，稳压箱I中的燃烧器10的喷油量，和调节调温阀门11的开度。其中风机5和风机8的流量调节是通过变频器实现，喷油量通过控制喷嘴的脉宽信号调节，阀门11为开度连续可调的阀门，阀门12和阀门13为开关阀门。这样，系统就可以控制各 个部件，按照国标规定的三元催化器老化实验循环进行实验。
权利要求1.一种三元催化器的快速老化实验系统，由燃烧器、高压风机、稳压箱、换热器、高温管道和阀门以及控制系统组成，其特征是运用高压风机和燃烧器的组合替代发动机台架中的发动机，燃烧器装在稳压箱中，高压风机和稳压箱直接连接相当于串联，燃烧器改装为喷油量可控的喷嘴。
专利摘要一种三元催化器快速老化实验系统。主要由燃烧器、高压风机、稳压箱、换热器、高温管道和阀门以及控制系统组成。它是将改造后可控喷油量的燃烧器装在稳压箱中，组成燃烧器稳压箱。高压风机与燃烧器稳压箱串联组成燃烧系统，用这种系统替代发动机台架试验中的发动机。这种新的三元催化器快速老化试验系统提高了老化最高温度，加快了老化速度，增大了系统的适用范围，同时控制性，安全稳定性都得到了提高。
文档编号G01M99/00GK202442876SQ20112049422
公开日2012年9月19日 申请日期2011年12月2日 优先权日2011年12月2日
发明者何小明, 张晨, 迟永昊, 陆广敏, 陆建康 申请人:南京航空航天大学