CN103541793A - 发动机台架试验尾气净化处理方法及装置 - Google Patents

发动机台架试验尾气净化处理方法及装置 Download PDF

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江国华
郭雨荣
田文凯
庄敏
郑敏聪
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Abstract

本发明公开了一种发动机台架试验尾气净化处理方法，包括如下步骤：检测混合腔内尾气的含量，得到模拟空燃比，将结果传递给控制装置；控制装置根据结果控制补气装置补充新鲜空气到混合腔内与尾气形成混合气体；催化转化装置对所述混合气体进行催化转化。通过补气装置补充新鲜空气到混合腔内与尾气形成混合气体，改变混合腔内的氧气含量，提高催化转化效率，再通过催化转化装置对混合气体进行催化转化，保证尾气高效安全地净化，使净化后的尾气中的污染物含量大大降低。本发明还公开了一种发动机台架试验尾气净化处理装置。

Description

发动机台架试验尾气净化处理方法及装置
技术领域
本发明涉及尾气处理技术，尤其涉及一种发动机台架试验尾气净化处理方法及装置。
背景技术
发动机台架试验过程中，发动机尾气中存在大量的大气污染物，其通过发动机三效催化器的净化转化效率低，从而导致最终从排气筒排放到大气中的污染物排放浓度过高。
发明内容
基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种发动机台架试验尾气净化处理方法，使发动机台架试验尾气得到充分净化,降低污染物的排放浓度。
其技术方案如下：
一种发动机台架试验尾气净化处理方法，包括如下步骤：
检测混合腔内尾气的含量，得到模拟空燃比，将结果传递给控制装置；
控制装置根据结果控制补气装置补充新鲜空气到混合腔内与尾气形成混合气体；
催化转化装置对所述混合气体进行催化转化。
优选地，补气装置补充新鲜空气到混合腔内与尾气形成混合气体后，还包括如下步骤：
检测所述混合腔内混合气体的温度，将检测结果传递给控制装置；
控制装置根据检测结果控制加热装置加热混合气体使其温度达到催化转化装置的起燃温度。
优选地，所述补气装置补充的新鲜空气量为使所述混合气体达到发动机在理论空燃比燃烧的尾气状态的量。
优选地，所述理论空燃比为14.5。
本发明还提供了一种发动机台架试验尾气净化处理装置，实现对发动机台架试验尾气进行净化处理，使通过净化后向大气排放的污染物不超过法规规定的排放标准。
其技术方案如下：
一种发动机台架试验尾气净化处理装置，包括
混合腔，用于容纳尾气；
第一检测装置，用于检测混合腔内尾气的含量，得到模拟空燃比并将结果传递给控制装置；
控制装置，根据结果控制补气装置补气；
补气装置，根据控制装置的指令补充新鲜空气到混合腔内与尾气形成混合气体；
催化转化装置，用于对所述混合气体进行催化转化。
优选地，所述的发动机台架试验尾气净化处理装置，还包括用于检测混合腔内混合气体温度的第二检测装置、加热装置，所述第二检测装置、加热装置分别与所述控制装置电气连接，所述加热装置与所述混合腔相通。
优选地，所述第一检测装置为空燃比传感器，第二检测装置为温度传感器。
优选地，所述催化转化装置内布置有一个催化器。
优选地，所述催化转化装置内布置有多个串联或者并联的催化器。
下面对前述技术方案的优点或原理进行说明：
上述发动机台架试验尾气净化处理方法，控制装置根据结果控制补气装置补充新鲜空气到混合腔内与尾气形成混合气体，改变混合腔内的氧气含量，提高催化转化效率，通过催化转化装置对混合气体进行催化转化,保证尾气高效安全的净化，使净化后的尾气中的污染物含量大大降低，从而向大气排放的污染物不超过法规规定的排放标准。
通过检测所述混合腔内混合气体的温度，控制装置根据检测结果控制加热装置加热混合气体使其温度达到催化转化装置的起燃温度，保证最佳的转化效率，并节省了能源。
控制装置控制补气装置补充的新鲜空气量为使混合腔内的混合气体达到发动机在理论空燃比燃烧的尾气状态的量，模拟发动机在理论空燃比状态下燃烧的尾气含量，创造催化转化条件对尾气进行催化转化，确保尾气的充分净化。
上述发动机台架试验尾气净化处理装置，通过设置混合腔，用于容纳尾气，为后续尾气催化转化做准备，第一检测装置实时检测混合腔内的尾气，得出模拟空燃比，将模拟空燃比数据传递给控制装置，控制装置控制补充新鲜空气到混合腔内与尾气形成混合气体，改变混合腔内的氧气含量，模拟发动机在理论空燃比燃烧的尾气状态，提高催化转化效率，再通过催化转化装置对混合气体进行催化转化,使净化后的尾气中的污染物含量大大降低，从而向大气排放的污染物不超过法规规定的排放标准。
通过设置第二检测装置，检测所述混合腔内混合气体的温度，通过加热装置加热混合气体使其温度达到催化转化装置的起燃温度，能大大提高催化转化的效率。
附图说明
图1为本发明实施例所述的发动机台架试验尾气净化处理方法的流程图；
图2为本发明实施例所述发动机台架试验尾气净化处理装置的结构示意图；
图3为本发明实施例所述发动机三效催化器的空燃比特性图。
具体实施方式
如图1所示，一种发动机台架试验尾气净化处理方法，包括如下步骤：
S110：检测混合腔内尾气的含量，得到模拟空燃比，将结果传递给控制装置；
S120：控制装置根据结果控制补气装置补充新鲜空气到混合腔内与尾气形成混合气体；
S130：催化转化装置对所述混合气体进行催化转化。
所述模拟空燃比是指根据混合腔内尾气的含量，折算出的燃烧前的空燃比。发动机工作时，燃料必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以燃烧的混合气，这就是空燃比。控制装置根据结果控制补气装置补充新鲜空气到混合腔内与尾气形成混合气体，改变混合腔内的氧气含量，提高催化转化效率，再通过催化转化装置对混合气体进行催化转化,保证尾气高效安全地净化，使净化后的尾气中的污染物含量大大降低，从而向大气排放的污染物不超过法规规定的排放标准。广东省地方标准DB44/27-2001《大气污染物排放限值》对36种大气污染物提出强制性控制要求，其中包含对氮氧化物、一氧化碳等污染物向大气排放的要求，氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）最高允许排放浓度要求分别为120mg/m3、1000mg/m3。
为保证最佳的转化效率，并节省了能源，补气装置补充新鲜空气到混合腔内与尾气形成混合气体后，还包括如下步骤：
检测所述混合腔内混合气体的温度，将结果传递给控制装置；
控制装置根据检测结果控制加热装置加热混合气体使其温度达到催化转化装置的起燃温度。
若检测到的混合气体的温度低于催化转化装置的起燃温度，则加热装置对混合气体进行加热使其温度高于催化转化器的起燃温度；若检测到的混合气体的温度高于催化转化装置的起燃温度，则加热装置不加热。
如图3所示，当发动机燃烧的空燃比在理论空燃比附近或大于理论空燃比时，尾气中90%以上的CO能够经三效催化器催化转化成对大气无害的二氧化碳，HC转化为二氧化碳和水；当发动机燃烧的空燃比在理论空燃比附近或小于理论空燃比时，尾气中90%以上的NOx能够经三效催化器催化转化成对大气无害的氮气和氧气。而在发动机试验过程，根据试验的规范要求，需要调整发动机运转时的空燃比，从而使空燃比偏离理论空燃比，某些尾气中的污染物经三效催化器后转化效率极低，导致排放超标，图3中的理论空燃比为14.5。
所述补气装置补充的新鲜空气量为使混合腔内的混合气体达到发动机在理论空燃比燃烧的尾气状态的量，通过闭环控制补气量，使混合腔中氧气达到最佳含量，模拟发动机在理论空燃比状态下燃烧的尾气含量，创造催化转化条件对尾气进行催化转化，确保尾气的充分净化。
如图2所示，一种发动机台架试验尾气净化处理装置，包括
混合腔，用于容纳尾气；
第一检测装置，用于检测混合腔内尾气的含量，得到模拟空燃比并将结果传递给控制装置；
控制装置，根据结果控制补气装置补气；
补气装置，根据控制装置的指令补充新鲜空气到混合腔内与尾气形成混合气体；
催化转化装置，用于对所述混合气体进行催化转化。
本实施例所述述发动机台架试验尾气净化处理装置，所述第一检测装置、补气装置分别与所述控制装置电气连接，所述补气装置、催化转化装置分别与所述混合腔相通，通过将尾气导入混合腔内，为后续尾气催化转化做准备，第一检测装置实时检测混合腔内的尾气含量，得出模拟空燃比，将结果传递给控制装置，控制装置控制补充新鲜空气到混合腔内与尾气形成混合气体，改变混合腔内的氧气含量，模拟发动机在理论空燃比燃烧的尾气状态，提高催化转化效率，再通过催化转化装置对混合气体进行催化转化,使净化后的尾气中的污染物含量大大降低，从而向大气排放的污染物不超过法规规定的排放标准。
为保证最佳的转化效率，并节省了能源，所述的发动机台架试验尾气净化处理装置，还包括用于检测混合腔内混合气体温度的第二检测装置、加热装置，所述第二检测装置、加热装置分别与所述控制装置电气连接，所述加热装置与所述混合腔相通。通过第二检测装置检测所述混合腔内混合气体的温度，将检测结果传递给控制装置；若检测到的混合气体的温度低于催化转化装置的起燃温度，控制装置则控制加热装置对混合气体进行加热使其温度高于催化转化器的起燃温度；若检测到的混合气体的温度高于催化转化装置的起燃温度，则加热装置不加热。
所述第一检测装置优选空燃比传感器，所述第二检测装置优选温度传感器。所述第一检测装置、第二检测装置设置在混合腔内，所述加热装置可以直接设置在混合腔内，根据控制装置的指令直接对混合气体进行加热处理；也可以设置在混合腔外，并且同时与混合器、催化转化装置相通，第二检测装置也可直接设置在加热装置内，检测进入加热装置内的混合气体的温度，加热装置根据控制装置的指令对混合气体加热，加热后的混合气体再进入催化转化装置进行的充分反应，转化成对大气无害的成分，最终达标的尾气排放到大气中。
为节省能源，所述催化转化装置内布置有一个催化器，为保证催化转化的效果，所述催化转化装置内布置有多个串联或者并联的催化器。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种发动机台架试验尾气净化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
检测混合腔内尾气的含量，得到模拟空燃比，将结果传递给控制装置；
控制装置根据结果控制补气装置补充新鲜空气到混合腔内与尾气形成混合气体；
催化转化装置对所述混合气体进行催化转化。
2.如权利要求1所述的发动机台架试验尾气净化处理方法，其特征在于，补气装置补充新鲜空气到混合腔内与尾气形成混合气体后，还包括如下步骤：
检测所述混合腔内混合气体的温度，将检测结果传递给控制装置；
控制装置根据检测结果控制加热装置加热混合气体使其温度达到催化转化装置的起燃温度。
3.如权利要求1至2任一项所述的发动机台架试验尾气净化处理方法，其特征在于，所述补气装置补充的新鲜空气量为使所述混合气体达到发动机在理论空燃比燃烧的尾气状态的量。
4.如权利要求3所述的发动机台架试验尾气净化处理方法，其特征在于，所述理论空燃比为14.5。
5.一种发动机台架试验尾气净化处理装置，其特征在于，包括
混合腔，用于容纳尾气；
第一检测装置，用于检测混合腔内尾气的含量，得到模拟空燃比并将结果传递给控制装置；
控制装置，根据结果控制补气装置补气；
补气装置，根据控制装置的指令补充新鲜空气到混合腔内与尾气形成混合气体；
催化转化装置，用于对所述混合气体进行催化转化。
6.如权利要求5所述的发动机台架试验尾气净化处理装置，其特征在于，其还包括用于检测混合腔内混合气体温度的第二检测装置、加热装置，所述第二检测装置、加热装置分别与所述控制装置电气连接，所述加热装置与所述混合腔相通。
7.如权利要求6所述的发动机台架试验尾气净化处理装置，其特征在于，所述第一检测装置为空燃比传感器，第二检测装置为温度传感器。
8.如权利要求5至7任一项所述的发动机台架试验尾气净化处理装置，其特征在于，所述催化转化装置内布置有一个催化器。
9.如权利要求5至7任一项所述的发动机台架试验尾气净化处理装置，其特征在于，所述催化转化装置内布置有多个串联或者并联的催化器。
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