CN108692945A - 一种排气后处理器性能快速分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种排气后处理器性能快速分析系统,该系统包括依次串联连接的排气进入管路(1)、连接装置a(2)、DOC小样测试盘(3)、DOC后处理器(4)、连接装置b(5)、CDPF小样测试盘(6)、CDPF后处理器(7)、连接装置c(8)和排气流出管路(9),待测试的小样分别置于DOC小样测试盘(3)和CDPF小样测试盘(6)中。与现有技术相比,本发明具有满足多种试验方案需求、不会破坏后处理器的结构和安装简便等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种气体分析系统,尤其是涉及一种排气后处理器性能快速分析系统。
背景技术
随着经济的高速发展以及工业化程度的不断加深,人们对交通运输领域的技术需求也快速增加,由此导致机动车保有量剧增,由此导致了空气污染愈发严重的后果,给人类的身体健康和生态环境带来极大的危害,是当前社会各界高度关注和亟待解决的重大问题。
随着催化技术和汽车尾气处理技术的快速发展,车辆尾气排放的污染物已经大大减少,但在严格的排放法规背景下,发动机排气管后使用的后处理器须不断的改进。为了得到减排效率更高、使用时间更长和性价比更高的后处理装置,必须对后处理器进行多方面的分析,其中后处理装置的污染物减排率、机械强度、抗热冲击性、耐久性等都是重要的研究内容。
发动机台架能模拟不同的发动机工况,是一种良好的研究柴油机后处理系统减排性能的方法。直接使用全尺寸的后处理器在台架上进行试验,可以监控污染物的排放情况,继而进行减排率的分析,但若想对其内部结构以及微观性能等进行分析,需要切割后处理器得到小样,再将小样置于专业设备上进行理化分析。然而,切割对后处理器是破坏性的行为,切割后的后处理器不能继续使用,若想跟踪后处理器的持续老化情况,需要使用多组相同的后处理器并行试验,每隔一段时间就需要对一组后处理切割进行理化分析,从而造成试验复杂程度高,资源浪费和研发费用上升等问题。在研究后处理器不同碳载量、不同位置等方面的性质时,同样存在上述问题。
之前的研究成果中,已经提出后处理器减排性能的测试方法及测试系统,但不能同时利用小样在台架上进行连续分析;并且尚未有专利涉及基于小样的机动车尾气后处理器减排性能的快速分析系统。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种排气后处理器性能快速分析系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种排气后处理器性能快速分析系统,该系统包括依次串联连接的排气进入管路、连接装置a、DOC小样测试盘、DOC后处理器、连接装置b、CDPF小样测试盘、CDPF后处理器、连接装置c和排气流出管路,待测试的小样分别置于DOC小样测试盘和CDPF小样测试盘中。
进一步地,所述的DOC小样测试盘与CDPF小样测试盘盘体相同,包括壳体、盘体和小样固定装置;所述的壳体包覆在盘体的径向外围,所述的小样固定装置设于盘体上。
进一步地,所述的盘体为全通式孔道结构,按其径向设有依次排列的数个小样固定装置。全通孔道能够保证气流的顺利通过,不会导致背压过度增加。
进一步地,所述的小样固定装置包括小样安装壳和分别位于其两端的进气端轴向固定片和出气端轴向固定片,且两者分别位于小样固定装置的外壁和内壁。
进一步地,所述的小样固定装置通过进气端轴向固定片固定于盘体上。所述的待测试的小样外壁设有沟槽,所述的出气端轴向固定片穿过该沟槽将待测试的小样固定。固定装置能够保证小样在试验期间不会随排气气流轴向窜动,保证试验的可靠性。
所述的待测试的小样包括标准小样、待测DOC小样和待测CDPF小样。所述的DOC后处理器对通入排气中的气态污染物进行氧化处理;所述的CDPF后处理器对通入排气中的颗粒物进行催化转化。本系统能够在测试后处理器大样的同时,利用小样对性能进行分析。
该系统的任意部位可开设采样孔,在采样孔进行气体采集并通过管道输送至气体检测装置,对气体进行检测分析。
该系统的各部分由紧固装置紧固连接,该紧固装置包括卡环与螺栓机构;所述的卡环的环内设有垫圈;所述的螺栓机构包括分别位于卡环连接处两侧的螺栓和螺母;卡环连接处之间和螺母的下方分别设有垫片a和垫片b。
利用本系统在对小样进行性能测试时,可根据实际需要自行设计小样安装位置,在开孔时可按小样测试盘的直径开孔,形成“十”字形或者“米”字形交叉布局。可根据测试的需求增加小样个数,沿直径方向布局的安装位置越多,可得到越精细径向性能测试结果。当某个安装位置无需安装待测小样时可在此处安装标准小样,以此保证气流通过面积的一致性,保证试验的准确性。
此系统可同时实现DOC、CDPF后处理器性能测试和DOC、CDPF小样理化性能测试,能够在不破坏后处理器结构的同时分析不同碳载量、不同位置和同一径向位置不同使用时间的催化器性能,能够快速、连续分析催化器的老化情况,解决了使用多组DOC、CDPF后处理器并行试验,每一组运行不同时间后再切割来研究理化性能带来的经济问题,避免了因使用多组DOC、CDPF后处理器引起的试验误差,同时减少了实验方案的复杂程度,避免了资源和时间的浪费,提高了试验效率。
与现有技术相比,本发明可满足多种试验方案需求,利用小样的布局来灵活的设计测试方案;不会破坏后处理器的结构,利用安装的小样跟踪测试,每次只需要摘取小样测试盘中的测试小样,避免了对后处理器的切割;连接装置和紧固装置结构简单,方便试验过程中拆卸和安装,提高了试验效率。
附图说明
图1为本发明中排气后处理器性能快速分析系统的结构示意图;
图2为本发明中排气后处理器性能快速分析系统的另一种结构示意图;
图3为本发明中小样测试盘的结构示意图;
图4为本发明中小样固定装置的结构示意图;
图5为本发明中标准小样的结构示意图;
图6为本发明中DOC小样的结构示意图;
图7为本发明中CDPF小样的结构示意图;
图8为本发明中小样、小样固定装置和小样测试盘装配示意图;
图9为本发明中紧固装置的结构示意图;
图10为本发明中DOC小样同位置不同时间测试的结构示意图;
图11为本发明中CDPF小样同位置不同时间测试的结构示意图;
图12为本发明中DOC小样同时间不同位置测试的结构示意图;
图13为本发明中CDPF小样同时间不同位置测试的结构示意图;
图14为本发明中CDPF小样不同碳载量测试的结构示意图。
图中:1、排气进入管路,2、连接装置a,3、DOC小样测试盘,31、壳体,32、盘体,33、小样固定装置,331、进气端轴向固定片,332、小样安装壳,333、出气端轴向固定片,34、标准小样,35、待测DOC小样,351、待测DOC小样a,352、待测DOC小样b,353、待测DOC小样c,354、待测DOC小样d,355、待测DOC小样e,356、待测DOC小样f,357、待测DOC小样g,358、待测DOC小样h,36、待测CDPF小样,361、待测CDPF小样a,362、待测CDPF小样b,363、待测CDPF小样c,364、待测CDPF小样d,365、待测CDPF小样e,366、待测CDPF小样f,367、待测CDPF小样g,368、待测CDPF小样h,369、待测CDPF小样i,3610、待测CDPF小样j,3611、待测CDPF小样k,3612、待测CDPF小样l,4、DOC后处理器,5、连接装置b,6、CDPF小样测试盘,7、CDPF后处理器,8、连接装置c,9、排气流出管路,10、紧固装置,101、卡环,102、螺栓,103、垫片b,104、垫片a,105、垫圈,106、螺母。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种排气后处理器性能快速分析系统,如图1与图2所示,包括依次串联连接的排气进入管路1、连接装置a 2、DOC小样测试盘3、DOC后处理器4、连接装置b 5、CDPF小样测试盘6、CDPF后处理器7、连接装置c 8和排气流出管路9,待测试的小样分别置于DOC小样测试盘3和CDPF小样测试盘6中。
DOC小样测试盘3与CDPF小样测试盘6盘体相同,如图3,包括壳体31、盘体32和小样固定装置33;壳体31包覆在盘体32的径向外围,小样固定装置33设于盘体32上。盘体32为全通式孔道结构,按其径向设有依次排列的数个小样固定装置33。小样固定装置33包括小样安装壳332和分别位于其两端的进气端轴向固定片331和出气端轴向固定片333,如图4,且两者分别位于小样固定装置33的外壁和内壁。小样固定装置33通过进气端轴向固定片331固定于盘体32上。待测试的小样包括标准小样34、待测DOC小样35和待测CDPF小样36,分别对应图5、图6和图7。该三种小样的外壁分别设有沟槽aⅠ,沟槽bⅡ和沟槽cⅢ,三种沟槽均适配于出气端轴向固定片333,出气端轴向固定片333穿过该沟槽将待测试的小样固定。
DOC后处理器4对通入排气中的气态污染物进行氧化处理;CDPF后处理器7对通入排气中的颗粒物进行催化转化。该系统的任意部位可开设采样孔,在采样孔进行气体采集并通过管道输送至气体检测装置,对气体进行检测分析。该系统的各部分由紧固装置10紧固连接,如图9。该紧固装置10包括卡环101与螺栓机构;卡环101的环内设有垫圈105;螺栓机构包括分别位于卡环101连接处两侧的螺栓102和螺母106;卡环101连接处之间和螺母106的下方分别设有垫片a104和垫片b103。
同一位置不同时间的小样性能测试:采用“十”字形小样安装布局,将待测DOC小样35安装于小样固定装置33中,如图8,然后根据实际需要将其放入DOC小样测试盘3中的特定位置,其中进气端小样轴向固定片331置于气流入口面。其余不需要测试的位置,放入标准小样34。同样,将待测CDPF小样36安装于小样固定装置33中,然后根据实际需要将其放入CDPF小样测试盘6中的特定位置,其中进气端小样轴向固定片331置于气流入口面。其余不需要测试的位置,放入标准小样34。小样安装完毕后,利用连接装置10将所有装置串联组合,并与检测设备接通。所需试验装置及分析软件全部完备后,开起柴油机,暖机,待柴油机正常运转后开始试验。对于DOC小样,如图10所示,运行N1小时后,拆卸连接管2,取出第一个待测DOC小样351,采取一定的保存措施,后续对小样进行理化性质的检测。而后在取出小样的位置放入标准小样34,重新接好连接装置a 2,继续进行减排性能的测试。运行N2小时后,拆卸第二个待测DOC小样352,同样采取一定的保存措施,后续对小样进行理化性质的检测,依次重复运行,完成对第三个待测DOC小样353、第四个待测DOC小样354的测试;对于CDPF小样,试验方法同DOC,如图11,运行N1小时后,拆卸连接装置b 5,取出第一个待测小样361,采取一定的保存措施,后续对小样进行理化性质的检测。而后在取出小样的位置放入标准小样34,重新接好连接装置b 5,继续进行减排性能的测试。运行N2小时后,拆卸第二个待测CDPF小样362,同样采取一定的保存措施,后续对小样进行理化性质的检测。依次重复运行,完成对第三个待测CDPF小样363,第四个待测CDPF小样364的测试。
小样测试盘体的打孔位置、小样安装位置以及测试时间等均可根据实际试验需求自行设计。
实施例2
区别于实施例1,本实施例采用了不同的待测小样的安装方法和试验流程。
该实施例为测试同一时间不同位置的小样性能,同实施例1步骤安装试验设备,所需试验装置及分析软件全部完备后,开起柴油机,暖机,待柴油机正常运转后开始试验。对于DOC小样,如图12,运行N小时后,拆卸不同位置的待测DOC小样e 355、待测DOC小样f 356、待测DOC小样g 357和待测DOC小样h 358,采取一定的保存措施,后续对小样进行理化性质的检测;对于CDPF小样,试验方法同DOC,如图13,运行N小时后,拆卸不同位置的待测CDPF小样e 365,待测CDPF小样f 366、待测CDPF小样g 367、待测CDPF小样h 368,采取一定的保存措施,后续对小样进行理化性质的检测。
小样测试盘体的打孔位置、小样安装位置以及测试时间等均可根据实际试验需求自行设计。
实施例3
区别于实施例1与2,本实施例采用了不同的待测小样的安装方法和试验流程。
该实施例为测试不同碳载量的小样性能,将加载了不同碳载量的小样安装在相同的径向距离进行试验如图14,运行N小时后,拆卸不同碳载量的测试小样待测CDPF小样i369,待测CDPF小样j 3610,待测CDPF小样k 3611,待测CDPF小样l 3612,采取一定的保存措施,后续对小样进行理化性质的检测。
小样测试盘体的打孔位置、小样安装位置以及测试时间等均可根据实际试验需求自行设计。
Claims (10)
1.一种排气后处理器性能快速分析系统,其特征在于,该系统包括依次串联连接的排气进入管路(1)、连接装置a(2)、DOC小样测试盘(3)、DOC后处理器(4)、连接装置b(5)、CDPF小样测试盘(6)、CDPF后处理器(7)、连接装置c(8)和排气流出管路(9),待测试的小样分别置于DOC小样测试盘(3)和CDPF小样测试盘(6)中。
2.根据权利要求1所述的一种排气后处理器性能快速分析系统,其特征在于,所述的DOC小样测试盘(3)与CDPF小样测试盘(6)盘体相同,包括壳体(31)、盘体(32)和小样固定装置(33);所述的壳体(31)包覆在盘体(32)的径向外围,所述的小样固定装置(33)设于盘体(32)上。
3.根据权利要求2所述的一种排气后处理器性能快速分析系统,其特征在于,所述的盘体(32)为全通式孔道结构,按其径向设有依次排列的数个小样固定装置(33)。
4.根据权利要求2或3所述的一种排气后处理器性能快速分析系统,其特征在于,所述的小样固定装置(33)包括小样安装壳(332)和分别位于其两端的进气端轴向固定片(331)和出气端轴向固定片(333),且两者分别位于小样固定装置(33)的外壁和内壁。
5.根据权利要求4所述的一种排气后处理器性能快速分析系统,其特征在于,所述的小样固定装置(33)通过进气端轴向固定片(331)固定于盘体(32)上。
6.根据权利要求4所述的一种排气后处理器性能快速分析系统,其特征在于,所述的待测试的小样外壁设有沟槽,所述的出气端轴向固定片(333)穿过该沟槽将待测试的小样固定。
7.根据权利要求1或5所述的一种排气后处理器性能快速分析系统,其特征在于,所述的待测试的小样包括标准小样(34)、待测DOC小样(35)和待测CDPF小样(36)。
8.根据权利要求1所述的一种排气后处理器性能快速分析系统,其特征在于所述的DOC后处理器(4)对通入排气中的气态污染物进行氧化处理;所述的CDPF后处理器(7)对通入排气中的颗粒物进行催化转化。
9.根据权利要求1所述的一种排气后处理器性能快速分析系统,其特征在于该系统的任意部位可开设采样孔,在采样孔进行气体采集并通过管道输送至气体检测装置,对气体进行检测分析。
10.根据权利要求1所述的一种排气后处理器性能快速分析系统,其特征在于该系统的各部分由紧固装置(10)紧固连接,该紧固装置(10)包括卡环(101)与螺栓机构;所述的卡环(101)的环内设有垫圈(105);所述的螺栓机构包括分别位于卡环(101)连接处两侧的螺栓(102)和螺母(106);卡环(101)连接处之间和螺母(106)的下方分别设有垫片a(104)和垫片b(103)。
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