CN106837485A - Scr喷射系统稳态控制精度的测试装置及其方法 - Google Patents

Scr喷射系统稳态控制精度的测试装置及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种SCR喷射系统稳态控制精度的测试装置，该测试装置包括：具有尿素泵、喷嘴、尿素喷射控制单元的喷射系统；与喷射系统连接的测试系统，具有计算机、信号处理器、称重器；其中，所述信号处理器用于接收并处理所述称重器的称重数值和所述尿素喷射控制单元的控制参数，并将喷射指令发送至所述尿素喷射控制单元；其中，所述称重器用于称量所述尿素泵吸取尿素的量以便获得称重数值，所述计算机根据所述称重数值以及预设值的偏差，分析计算SCR喷射系统稳态控制精度是否满足需求。本发明的方法，可实现对SCR喷射系统稳态控制精度的有效评价。此外，本发明还提供一种测试方法。

Description

SCR喷射系统稳态控制精度的测试装置及其方法
技术领域
本发明属于发动机排放控制技术领域，具体涉及一种柴油机SCR喷射系统稳态控制精度的测试装置及其方法。
背景技术
选择性催化还原(SCR)技术是柴油机降低氮氧化物(NOx)排放的技术之一，SCR喷射系统的稳态控制精度直接影响发动机排放标定的准确性，通常SCR喷射系统的稳态精度越高，对于发动机的排放标定越有利。为了满足越来越严格的排放法规，SCR喷射系统的稳态精度一般工程要求控制在±5％以内，但是长期以来，因尿素喷射后会均匀雾化导致收集困难，对于SCR喷射系统的稳态精度评价非常困难，而喷雾情况直接影响废气污染物的转化效率以及尿素结晶。因此本领域急需一种能够有效评价SCR喷射系统的稳态控制精度的测试系统及方法。
发明内容
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明提供了一种SCR喷射系统稳态控制精度的测试装置，所述测试装置包括：具有尿素泵、喷嘴、尿素喷射控制单元的喷射系统；与喷射系统连接的用于采集喷射系统数据以及传输喷射指令至喷射系统的测试系统，所述测试系统具有计算机、与计算机和尿素喷射控制单元分别连接的信号处理器、与信号处理器连接的称重器；其中，所述信号处理器用于接收并处理所述称重器的称重数值和所述尿素喷射控制单元的控制参数，并将喷射指令发送至所述尿素喷射控制单元；其中，所述称重器用于称量所述尿素泵吸取尿素的量以便获得称重数值，所述计算机根据所述称重数值以及预设值的偏差，分析计算SCR喷射系统稳态控制精度是否满足需求。
其中，所述计算机输出测试循环信号至所述尿素喷射控制单元，所述尿素喷射控制单元驱动所述尿素泵，所述称重数值为每次所述测试循环信号下的尿素消耗量。
其中，所述测试循环至少为两次，所述计算机根据每次测试循环的所述称重数值的平均值与所述预设值进行比较，以便确定稳态控制精度。
其中，所述测试循环信号包括喷射时间以及设定尿素喷射量，所述预设值为所述设定尿素喷射量。
进一步的，所述喷射系统还具有与所述尿素泵连接的尿素箱或尿素罐。
其中，所述称重数值为所述尿素箱或尿素罐每次测试时的减重量。
此外，本发明还提供一种采用如上所述的测试装置进行SCR喷射系统稳态控制精度测试的方法，包括：
测试系统输出测试循环信号至喷射系统；
喷射系统根据所述测试循环信号进行尿素喷射；
检测每次所述测试循环信号下的尿素消耗量，并将所述尿素消耗量作为称重数值；
根据所述称重数值与预设值的偏差，分析计算SCR喷射系统稳态控制精度是否满足需求。
其中，在SCR喷射系统工作稳定之后进行所述测试。
其中，所述SCR喷射系统工作稳定包括尿素泵以及喷射系统的连接管路中充满尿素。
其中，在所述SCR喷射系统工作稳定时获得的所述称重器的数值作为初始值，所述称重数值为所述初始值与所述称重器在下一测试循环结束时的数值的差值。
本发明的SCR喷射系统稳态控制精度的测试装置及其方法具有如下优点：
(1)本发明的测试装置及方法，利用计算机、称重器、信号处理器、尿素喷射控制单元搭建成稳态精度测试系统，可以精确计量SCR尿素喷射系统的稳态测试精度，可作为评价SCR尿素喷射系统稳态控制精度的主要依据。
(2)本发明的测试装置及方法，通过多次测量的方法提高了测试结果的有效性，避免了单次测量容易偏差过大的情况。
(3)本发明的测试装置及方法，通过信号处理器对称重器的结果进行信号转换和数据处理并传至计算机中进行精度计算，通过在计算机中设定测试循环，将喷射量指令传至尿素喷射控制单元DCU，驱动喷射系统工作，实现了从测试到数据计算的自动化。
(4)本发明的测试装置及方法，提出了对SCR喷射系统的稳态精度进行精确量化测试的新方法和新装置，对SCR喷射系统的应用及评价有着非常重要的意义，在SCR喷射系统的开发中通过稳态精度的评价测试，可以有效指导柴油机排放开发中尿素喷射量的标定。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本发明实施方式的SCR喷射系统稳态控制精度的测试装置。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
根据本发明的实施方式，本发明一方面提供一种如图1所示的SCR喷射系统稳态控制精度的测试装置，其包括：具有尿素泵、喷嘴、尿素喷射控制单元(即DCU)的喷射系统；与喷射系统连接的用于采集喷射系统数据以及传输喷射指令至喷射系统的测试系统，具有计算机、与计算机和尿素喷射控制单元分别连接的信号处理器、与信号处理器连接的称重器；其中，信号处理器用于接收并处理称重器的称重数值和尿素喷射控制单元的控制参数，并将喷射指令发送至尿素喷射控制单元；其中，称重器用于称量尿素泵吸取尿素的量以便获得称重数值，计算机根据称重数值以及预设值的偏差，分析计算SCR喷射系统稳态控制精度是否满足需求。
具体的，本发明的测试装置包括计算机、信号处理器、称重器、尿素喷射控制单元、尿素泵、喷嘴、尿素箱和连接管路。其中，由尿素泵、喷嘴、尿素喷射控制单元组成喷射系统，计算机、与计算机连接的信号处理器、称重器构成测试系统，测试系统与喷射系统相连接，测试系统用于采集喷射系统数据以及传输喷射指令至喷射系统。
其中，本发明的称重器可以为电子称或者电子天平，用于称量尿素泵吸取尿素的量。信号处理器接收称重器的称重数值以及尿素喷射控制单元相关控制参数，经过信号处理传输给计算机。计算机输出测试循环信号至尿素喷射控制单元，并由尿素喷射控制单元驱动尿素喷射系统执行喷射动作，并通过称重器称量尿素泵吸取尿素的量，计算机记录称重器的数据变化并存储，通过预先设定的数据映射计算出进行测试的SCR喷射系统稳态控制精度是否满足需求，完成测试循环。其中，称重数值采用每次测试循环信号下的尿素消耗量。
其中，为了降低测量误差以及设备误差对测试结果的影响，可以进行多次测量，即测试循环至少为两次，本实施例采用三次测试结果取平均值作为喷射系统在该测量点的稳态喷射精度。即计算机根据测试循环的称重数值的平均值与预设值进行比较确定稳态控制精度。测试循环信号通常包括喷射时间以及设定尿素喷射量，而上述的预设值为设定尿素喷射量。
为了向尿素泵提供尿素，本发明的测试装置还包括一尿素箱或尿素罐作为尿素源，相应的，称重数值为尿素箱或尿素罐每次测试时的减重量。本发明除了提供上述的测试装置之外，还提供一种采用上述的测试装置进行SCR喷射系统稳态控制精度测试的方法，该方法包括如下步骤：
测试系统输出测试循环信号至喷射系统；
喷射系统根据所述测试循环信号进行尿素喷射；
检测每次所述测试循环信号下的尿素消耗量，并将所述尿素消耗量作为称重数值；
根据所述称重数值与预设值的偏差，分析计算SCR喷射系统稳态控制精度是否满足需求。下面，对采用本发明的测试方法进行SCR喷射系统稳态控制精度测试的过程进行描述。
测试前，首先将喷射系统(尿素泵、喷嘴)固定在试验台上(根据实际应用场合可以固定在其他部件上，如发动机排气系统)，将测试系统与喷射系统连接，启动测试装置，待喷射系统工作稳定时控制尿素泵停止喷射，使得整套系统处于稳定状态，即尿素泵以及管路中充满尿素，此时称重器(可采用电子天平或电子秤)的数值作为初始值，所述称重数值为所述初始值与所述称重器在下一测试循环结束时的数值的差值。按照测试要求设定尿素喷射量和喷射时间，计算机发送喷射数据给尿素喷射控制单元，进而驱动尿素泵通过喷嘴喷射尿素，记录每次尿素喷射量下的尿素消耗量，每个测量点重复三次。每个尿素喷射量三次测量的结果偏差用以衡量系统的稳定性，取其中两次偏差在a％范围内的测量结果取平均值作为喷射系统在该测量点的稳态喷射精度。
通过信号处理器对称重器的称重数值进行信号转换和数据处理并传至计算机中进行精度计算，通过在计算机中设定测试循环，将喷射指令传至尿素喷射控制单元，驱动尿素喷射系统工作，实现了从测试到数据计算的自动化。通过实际的测试和发动机台架的排放标定验证，证明了该发明具有很高的精度和实用性，可作为离线评价SCR喷射系统优劣的重要手段之一。
综上所述，本发明的SCR喷射系统稳态控制精度的测试装置及其方法具有如下优点：
(1)本发明的测试装置及方法，利用计算机、称重器、信号处理器、尿素喷射控制单元搭建成稳态精度测试系统，可以精确计量SCR尿素喷射系统的稳态测试精度，可作为评价SCR尿素喷射系统稳态控制精度的主要依据。
(2)本发明的测试装置及方法，通过多次测量的方法提高了测试结果的有效性，避免了单次测量容易偏差过大的情况。
(3)本发明的测试装置及方法，通过信号处理器对称重器的结果进行信号转换和数据处理并传至计算机中进行精度计算，通过在计算机中设定测试循环，将喷射量指令传至尿素喷射控制单元DCU，驱动喷射系统工作，实现了从测试到数据计算的自动化。
(4)本发明的测试装置及方法，提出了对SCR喷射系统的稳态精度进行精确量化测试的新方法和新装置，对SCR喷射系统的应用及评价有着非常重要的意义，在SCR喷射系统的开发中通过稳态精度的评价测试，可以有效指导柴油机排放开发中尿素喷射量的标定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种SCR喷射系统稳态控制精度的测试装置，其特征在于，包括：
具有尿素泵、喷嘴、尿素喷射控制单元的喷射系统；
与喷射系统连接的用于采集喷射系统数据以及传输喷射指令至喷射系统的测试系统，所述测试系统具有计算机、与计算机和尿素喷射控制单元分别连接的信号处理器、与信号处理器连接的称重器；
其中，所述信号处理器用于接收并处理所述称重器的称重数值和所述尿素喷射控制单元的控制参数，并将喷射指令发送至所述尿素喷射控制单元；
其中，所述称重器用于称量所述尿素泵吸取尿素的量以便获得称重数值，所述计算机根据所述称重数值以及预设值的偏差，分析计算SCR喷射系统稳态控制精度是否满足需求。
2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述计算机输出测试循环信号至所述尿素喷射控制单元，所述尿素喷射控制单元驱动所述尿素泵，所述称重数值为每次所述测试循环信号下的尿素消耗量。
3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述测试循环至少为两次，所述计算机根据每次测试循环的所述称重数值的平均值与所述预设值进行比较，以便确定稳态控制精度。
4.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述测试循环信号包括喷射时间以及设定尿素喷射量，所述预设值为所述设定尿素喷射量。
5.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述喷射系统还具有与所述尿素泵连接的尿素箱或尿素罐。
6.根据权利要求5所述的测试装置，其特征在于，其特征在于，所述称重数值为所述尿素箱或尿素罐每次测试时的减重量。
7.一种采用如权利要求1-5任一项所述的测试装置进行SCR喷射系统稳态控制精度测试的方法，其特征在于，包括：
测试系统输出测试循环信号至喷射系统；
喷射系统根据所述测试循环信号进行尿素喷射；
检测每次所述测试循环信号下的尿素消耗量，并将所述尿素消耗量作为称重数值；
根据所述称重数值与预设值的偏差，分析计算SCR喷射系统稳态控制精度是否满足需求。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在SCR喷射系统工作稳定之后进行所述测试。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述SCR喷射系统工作稳定包括尿素泵以及喷射系统的连接管路中充满尿素。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，在所述SCR喷射系统工作稳定时获得的所述称重器的数值作为初始值，所述称重数值为所述初始值与所述称重器在下一测试循环结束时的数值的差值。
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