CN104614185A - 一种发动机排放试验台架 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种发动机排放试验台架，包括发动机排气管、尾气排放管路、三通阀或蝶阀和排气后处理装置，所述发动机排气管的一端与发动机直接连接，所述发动机排气管的另一端通过一个所述三通阀或者两个所述蝶阀与所述排气后处理装置和尾气排放管路相连，所述排气后处理装置的出口连接到所述尾气排放管路上。发动机启动后，可通过控制三通阀或蝶阀来进行发动机原机排放试验和排气后处理试验的切换。本发明一种发动机排放试验台架的基础建设和现场调试周期短，拓展应用范围宽，可以同时实现发动机原机排放试验和发动机后处理试验的集成，可以广泛应用于学校、厂矿、企业以及发动机和整车研发、试验、认证等领域。
Description
技术领域
本发明属于发动机检测领域，尤其是涉及一种发动机排放试验台架。
背景技术
为了满足《环境保护法》法规的要求，仅仅依靠发动机本体的技术措施已经不能满足《环境保护法》的要求，在实践探索过程中，多重技术的综合和协调为实现这一目标提供了可行性。其中涉及的主要技术路线有：燃料改质技术、缸内净化技术和专门针对发动机尾气采用物理、化学方法进行净化处理的发动机尾气后处理技术。
为了满足欧Ⅳ到欧Ⅵ排放法规，中重型商用车及柴油机企业主要采用了两条排放控制技术路线：其一是“优化燃烧+SCR(选择性催化还原)”技术路线，简称SCR路线，它是通过优化喷油和燃烧过程，尽量在机内控制微粒PM的产生，而在机外后处理过程中，采用尿素溶液对氮氧化物NOx进行选择性催化还原，相关生产企业主要有康明斯、马克、底特律柴油机、戴姆勒-克莱斯勒、沃尔沃、达夫、依维柯等；其二是“EGR+DOC/DPF/POC(废气再循环+柴油氧化催化器/柴油颗粒过滤器/颗粒氧化催化器)”技术路线，其中以“EGR+DPF”应用最广泛，简称EGR+路线，它以废气再循环为基础，在机内抑制NOx的产生，在机外后处理过程中采用柴油氧化催化器、或柴油颗粒过滤器(当今主流)、或颗粒氧化催化器对PM进行氧化催化或过滤捕捉，相关生产企业主要有康明斯、卡特彼勒、万国、斯堪尼亚等。
现有的发动机排放试验台架一般在固定的实验室构建，主要有原机性能排放试验和加装尾气后处理装置的排气后处理试验。在进行排气后处理试验时，排气需经过发动机排气后处理装置，通常需要构建相应的发动机排放试验台架以满足要求，或进行模拟试验。
目前基于整车应用的发动机开发试验基本上需要进行上述过程的大量试验，对试验试验台架建设要求高，存在多次转场情况，试验过程时间长，消耗较大。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种基础建设和现场调试周期短、拓展应用范围宽的发动机排放试验台架。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种发动机排放试验台架，包括发动机排气管、尾气排放管路、三通阀或蝶阀和排气后处理装置，所述发动机排气管的一端与发动机直接连接，所述发动机排气管的另一端通过一个所述三通阀或者两个所述蝶阀与所述排气后处理装置和尾气排放管路相连，所述排气后处理装置的出口连接到所述尾气排放管路上。
进一步的，所述三通阀的入口与所述发动机排气管相连，所述三通阀的第一出口与所述尾气排放管路的入口相连，所述三通阀的第二出口与所述排气后处理装置的入口相连。
进一步的，在所述两个蝶阀中，其中一个蝶阀连接所述发动机排气管和尾气排放管路，另一个蝶阀连接所述发动机排气管和排气后处理装置。
进一步的，所述排气后处理装置包括氧化催化转化器、喷嘴、选择性催化还原器、尿素喷射系统和柴油颗粒捕集器，所述氧化催化转化器通过管路与所述选择性催化还原器相连，所述选择性催化还原器通过管路与所述柴油颗粒捕集器相连，在所述氧化催化转化器和选择性催化还原器之间的管路上通过所述喷嘴与所述尿素喷射系统相连。废气经氧化催化转化器、喷嘴、选择性催化还原器、尿素喷射系统和柴油颗粒捕集器等集成为一体的发动机排气后处理装置后，通过后系统优化以及发动机匹配可使废气中的颗粒物和氮氧化物大幅降低。
本发明具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，本发动机排放试验台架的基础建设和现场调试周期短，拓展应用范围宽，一方面，通过方便连接，试验过程中可以同时实现发动机原机排放试验和排气后处理试验，节省发动机台架布置时间；另一方面，在进行原机排放、发动机原机性能试验时，通过控制两个蝶阀的关闭和开启或通过控制三通阀的两个出口，使排气不经过发动机排气后处理装置，可防止后处理装置的老化，同时可取消后处理装置对排气背压的影响，可以广泛应用于学校、厂矿、企业以及发动机和整车研发、试验、认证等领域。
附图说明
图1是本发动机排放试验台架使用三通阀的结构示意图；
图2是本发动机排放试验台架使用蝶阀的结构示意图。
图中：
1、发动机 2、发动机排气管 3、三通阀
4、尾气排放管路 5、氧化催化转化器 6、喷嘴
7、选择性催化还原器 8、尿素喷射系统 9、柴油颗粒捕集器
10、蝶阀
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
如图1和2所示，一种发动机排放试验台架，包括发动机排气管2、尾气排放管路4、三通阀3或蝶阀10和排气后处理装置，所述发动机排气管2的一端与发动机1直接连接，所述发动机排气管2的另一端通过一个三通阀3或者两个蝶阀10与所述排气后处理装置和尾气排放管路4相连，所述排气后处理装置的出口连接到所述尾气排放管路4上。当使用三通阀3时，所述三通阀3的入口与所述发动机排气管2相连，所述三通阀3的第一出口与所述尾气排放管路4的入口相连，所述三通阀3的第二出口和排气后处理装置的入口相连。当使用蝶阀10时，在所述两个蝶阀10中，其中一个蝶阀10连接发动机排气管2和尾气排放管路4，另一个所述蝶阀10连接发动机排气管2和排气后处理装置。所述排气后处理装置包括氧化催化转化器5、喷嘴6、选择性催化还原器7、尿素喷射系统8和柴油颗粒捕集器9，所述氧化催化转化器5通过管路与选择性催化还原器7相连，所述选择性催化还原器7通过管路与柴油颗粒捕集器9相连，在所述氧化催化转化器5和选择性催化还原器7之间的管路上通过所述喷嘴6与所述尿素喷射系统8相连。废气经氧化催化转化器5、喷嘴6、选择性催化还原器7、尿素喷射系统8和柴油颗粒捕集器9等集成为一体的发动机排气后处理装置后，通过后系统优化以及发动机匹配可使废气中的颗粒物和氮氧化物大幅降低。
本实例的工作过程：发动机1启动后，可通过控制三通阀3或蝶阀10来进行发动机原机排放试验和排气后处理试验的切换。
当进行排气后处理试验时，可通过控制三通阀3或蝶阀10，使三通阀3第一出口处于截止状态，第二出口处于导通状态，或者关闭与所述尾气排放管路4相连接的蝶阀10，开启与所述排气后处理装置相连接的蝶阀10，此时，尾气经发动机排气管2后进入排气后处理装置，尾气经过排气后处理装置处理后再进入尾气排放管路4。尾气从发动机排气管2流出，首先经过氧化催化转化器5，氧化催化转换器5通过氧化尾气中的CO和HC，使CO和HC的排放最小化，同时通过氧化反应可提高尾气的温度，从而使尾气在柴油颗粒捕集器9中达到要求的再生温度，起到“催化燃烧器”的作用，此外，NO和CO在氧化催化转换器5催化涂层上将分别被氧化生成NO2和CO2；尾气经过氧化催化转化器5后进入选择性催化还原器7，其利用尿素喷射系统8将尿素水溶液由喷嘴6喷入排气系统，在尾气流中尿素水溶液分解为氨气并在催化剂的作用下与氮氧化物发生反应，使之转化为无害的氮气和水；尾气经过选择性催化还原器7后进入柴油颗粒捕集器9，柴油颗粒捕集器9通过表面和内部混合的过滤装置捕捉颗粒的排放，例如扩散沉淀或者线性拦截，通过加热再生将颗粒从过滤器中连续或者周期性的移除，有效地控制颗粒物中固体物的排放。尾气经氧化催化转化器5、喷嘴6、选择性催化还原器7、尿素喷射系统8和柴油颗粒捕集器9等集成为一体发动机排气后处理装置后，通过后系统优化以及发动机匹配，可使尾气中的颗粒物和氮氧化物大幅降低。
当进行发动机原机排放试验时，可通过控制三通阀3或蝶阀10，使三通阀3的第一出口处于导通状态，第二出口处于截止状态，或开启与所述尾气排放管路4相连接的蝶阀10，关闭与所述排气后处理装置相连接的蝶阀10，此时，尾气经发动机排气管2后直接进入尾气排放管路4，而不经过排气后处理装置，这样一方面节省发动机台架布置时间，另一方面排气不经过发动机排气后处理装置，可防止后处理装置的老化，同时可取消后处理装置对排气背压的影响。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (4)
1.一种发动机排放试验台架，其特征在于：包括发动机排气管、尾气排放管路、三通阀或蝶阀和排气后处理装置，所述发动机排气管的一端与发动机直接连接，所述发动机排气管的另一端通过一个所述三通阀或者两个所述蝶阀与所述排气后处理装置和尾气排放管路相连，所述排气后处理装置的出口连接到所述尾气排放管路上。
2.根据权利要求1所述的一种发动机排放试验台架，其特征在于：所述排气后处理装置包括氧化催化转化器、喷嘴、选择性催化还原器、尿素喷射系统和柴油颗粒捕集器，所述氧化催化转化器通过管路与所述选择性催化还原器相连，所述选择性催化还原器通过管路与所述柴油颗粒捕集器相连，在所述氧化催化转化器和选择性催化还原器之间的管路上通过所述喷嘴与所述尿素喷射系统相连。
3.根据权利要求1或2所述的一种发动机排放试验台架，其特征在于：所述三通阀的入口与所述发动机排气管相连，所述三通阀的第一出口与所述尾气排放管路的入口相连，所述三通阀的第二出口与所述排气后处理装置的入口相连。
4.根据权利要求1或2所述的一种发动机排放试验台架，其特征在于：其中一个蝶阀连接所述发动机排气管和尾气排放管路，另一个蝶阀连接所述发动机排气管和排气后处理装置。
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