CN205138798U - 三元催化剂快速老化及性能评价试验台架装置 - Google Patents

Abstract

一种三元催化剂快速老化及性能评价试验台架装置，包括发动机组件、主管路空燃比测量装置、第一副管路及第二副管路，第一副管路与第二副管路并联，第一副管路与第二副管路均通过主管路空燃比测量装置与发动机组件相连，第一副管路上依次设有气体补充支路、气体冷却支路、三元催化器、气体分析装置及第一阀门，第二副管路上依次设有废气流量测量装置及第二阀门，三元催化器上设有温度传感器。本实用新型提供的试验台架装置，可以使试验台架装置既可以进行三元催化剂的快速老化试验也可以进行三元催化剂的性能评价试验。

Description

三元催化剂快速老化及性能评价试验台架装置

技术领域

本实用新型涉及一种三元催化剂快速老化及性能评价试验台架装置。

背景技术

在国内外排放法规的推动下，三元催化器已经成为汽车排气后处理系统的主要零部件，催化三元还原技术也得到了广泛的应用。为了减少尾气的排放以及获得三元催化剂产品的使用寿命，就必须对催化剂产品进行耐久性及可靠性的分析，即进行三元催化剂的老化试验及性能评价试验。三元催化剂老化试验一般可以通过实车道路老化及台架快速老化两种方法，实车道路老化需要耗费大量的人力、物力及财力，且试验结果较为离散，而台架快速老化则具有试验周期短、试验成本低及人力需求少等优点，因此，在现有技术中更多的是通过台架快速老化试验装置进行三元催化剂的快速老化试验。图1为现有技术中三元催化剂快速老化试验台架装置，如图1所示，该装置包括测功机101、发动机102、空燃比控制器103、冷风机104及主管路105，三元催化器106设置于主管路105上，测功机101及空燃比控制器103与发动机102相连，冷风机104设置于台架的一侧用以降低温度，发动机102排出的废气通过主管路105进入三元催化器106，在三元催化器106与发动机102之间还设有消声器(图未示)、二次空气导入装置107、热交换器108、空燃比测量装置109及温度测量装置110，二次空气导入装置107通过阀门111及副管路112与主管路105相连，热交换器108的两端通过阀门111及副管路112与主管路105相连，在热交换器108与主管路105的两个连接点之间也设有一阀门111，为了防止废气在通过主管路105时温度有较大变化，在主管路105上还设有保温层113。在该试验台架装置上进行快速老化试验时，可以通过二次空气导入装置107及热交换器108来控制废气的温度，继而进行快速老化试验。但是该台架装置由于不能对废气温度进行精确控制以及不能对进行催化后的废气的成分及含量进行分析，因此不能对三元催化剂进行性能评价。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种三元催化剂快速老化及性能评价试验台架装置，该台架装置对三元催化剂既可进行老化试验也可进行性能评价试验。

本实用新型提供了一种三元催化剂快速老化及性能评价试验台架装置，包括发动机组件、主管路空燃比测量装置、第一副管路及第二副管路，所述第一副管路与所述第二副管路并联，所述第一副管路与所述第二副管路均通过主管路空燃比测量装置与所述发动机组件相连，所述第一副管路上依次设有气体补充支路、气体冷却支路、三元催化器、废气流量测量装置及第一阀门，所述三元催化器的两侧还设有副管路前空燃比测量装置、副管路前气体分析装置、副管路后空燃比测量装置及副管路后气体分析装置，所述第二副管路上依次设有废气流量测量装置及第二阀门，所述三元催化器上设有温度传感器。

进一步地，所述试验台架装置还包括第三副管路，所述第三副管路与所述第一副管路及所述第二副管路并联，所述第三副管路通过所述主管路空燃比测量装置与所述发动机组件相连，所述第三副管路上依次设有气体补充支路、副管路前空燃比测量装置、三元催化器、副管路后空燃比测量装置、废气流量测量装置及第三阀门。

进一步地，所述发动机组件包括空气滤清器、发动机、电控燃油供给系统及测功机，所述空气滤清器通过进气管与所述发动机相连，所述电控燃油供给系统设于所述发动机内，所述测功机与所述发动机相连，所述主管路空燃比测量装置设置于所述发动机的出气管上。

进一步地，所述气体补充支路包括空气压缩泵、空气流量计及两通阀，所述空气压缩泵通过管路与所述第一副管路或所述第三副管路相连，所述空气流量计及所述两通阀依次设于所述空气压缩泵至所述第一副管路或所述第三副管路之间。

进一步地，所述气体冷却支路包括冷却器，所述冷却器的两端分别通过管路与所述第一副管路相连，所述冷却器靠近所述气体补充支路的一端与所述第一副管路的连接处设有两通阀，所述冷却器靠近所述三元催化器的一端与所述第一副管路的连接处设有三通阀。

进一步地，所述主管路空燃比测量装置、副管路前空燃比测量装置及副管路后空燃比测量装置均为宽域氧传感器。

进一步地，所述副管路前气体分析装置及副管路后气体分析装置为排放分析仪。

进一步地，所述废气流量测量装置为孔板流量计及压差传感器。

进一步地，所述第一阀门、第二阀门及第三阀门均为气动两通阀。

综上所述，本实用新型提供的三元催化剂快速老化及性能评价试验台架装置，通过增加第二副管路及副管路前后空燃比测量装置及副管路前后气体分析装置，可以使试验台架装置既可以进行三元催化剂快速老化试验也可以进行三元催化剂性能评价试验。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为现有技术中三元催化剂快速老化试验台架装置的示意图。

图2为本实用新型提供的三元催化剂快速老化及性能评价试验台架装置的示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，详细说明如下。

本实用新型提供了一种三元催化剂快速老化及性能评价试验台架装置的结构示意图。图2为本实用新型提供的三元催化剂快速老化及性能评价试验台架装置的结构示意图，如图2所示，本实用新型提供的三元催化剂快速老化及性能评价试验台架装置包括产生废气的发动机组件20、主管路空燃比测量装置31、第一副管路41及第二副管路42，第一副管路41及第二副管路42并联，第一副管路41及第二副管路42均通过主管路空燃比测量装置31与发动机组件20相连，第一副管路41上依次设置有气体补充支路411、气体冷却支路412、三元催化器414、废气流量测量装置416及第一阀门417，三元催化器414的两侧设有副管路前空燃比测量装置32、副管路前气体分析装置413、副管路后空燃比测量装置33及副管路后气体分析装置415，第二副管路42上依次设有废气流量测量装置416及第二阀门421，在三元催化器414上还设有感测三元催化器414内部温度的温度传感器419。

本实用新型提供的三元催化剂快速老化及性能评价试验台架装置即可以进行三元催化剂快速老化试验也可以进行性能评价试验。在试验台架装置中，发动机组件20产生废气，三元催化剂安放于三元催化器414内，主管路空燃比测量装置31测量从发动机排出的废气中的空燃比，气体补充支路411用于向第一副管路41补充气体，气体冷却支路412用于降低进入该支路的废气的温度，副管路前空燃比测量装置32、副管路前气体分析装置413、副管路后空燃比测量装置33及副管路后气体分析装置415用于检测进入三元催化器414前后管路中废气的空燃比及废气的浓度，废气流量测量装置416检测废气的流量。

当该试验台架装置进行性能评价试验中的起燃温度扫描试验时，首先调节第一阀门417及第二阀门421的开度，使经过三元催化器414的废气流速达到目标值，并使发动机组件20排出的废气的空燃比达到目标值，通过气体冷却支路412改变进入三元催化器414内废气的温度，并通过副管路前空燃比测量装置32、副管路前气体分析装置413、副管路后空燃比测量装置33及副管路后气体分析装置415分析三元催化器414前后管路中废气的空燃比及浓度，以检测在不同温度下三元催化剂的性能。

当该试验台架装置进行性能评价试验中的空燃比扫描试验时，通过调节第一阀门417及第二阀门421使进入三元催化器414的废气流速达到目标值，通过气体冷却支路412使进入三元催化器414的废气温度稳定在目标值的范围内，通过发动机组件20改变废气的空燃比，并通过副管路前空燃比测量装置32、副管路前气体分析装置413、副管路后空燃比测量装置33及副管路后气体分析装置415分析三元催化器414前后管路中废气的空燃比及浓度，以检测在不同空燃比下三元催化剂的性能。

在进行三元催化剂性能评价时，不论在起燃温度扫描试验还是在空燃比扫描试验中，第二副管路42的设置可以方便地调节第一副管路41中废气的流速，以使进入三元催化器414的废气的流速能够达到试验时的目标值。

当利用该试验台架进行三元催化剂老化试验时，需要通过温度传感器419来检测进入三元催化器414的废气的温度、通过副管路前空燃比测量装置32及副管路后空燃比测量装置33来检测进入及排出三元催化器414的废气的空燃比，并通过废气流量测量装置416来检测第一副管路41中的废气流速。在本实用新型中可以通过三个方法改变进入三元催化器414的温度，第一是利用气体冷却支路412来改变废气的温度；第二是通过气体补充支路411补充气体来改变废气的温度；第三也可以在第一副管路41上设置保温材料418，通过改变保温材料418的厚度及长度来使废气发生改变。在本实用新型中可以通过两种方法改变进入三元催化器414的废气的空燃比，第一是通过发动机组件20直接改变废气的空燃比；第二是通过气体补充支路411来改变废气的空燃比。在本实用新型中可以通过改变第一阀门417及第二阀门421的开度来改变废气的流速。

综上所述，本实用新型提供的三元催化剂快速老化及性能评价试验台架装置，通过在原有管路上增加第二副管路42，并在第二副管路42上设置阀门及废气流量测量装置416可以较为准确地改变第一副管路41中废气的流速。

进一步地，本实用新型提供的试验台架装置还可以包括第三副管路43，第三副管路43与第一副管路41及第二副管路42并联，第三副管路43通过主管路空燃比测量装置31与发动机组件20相连，第三副管路43上依次设有气体补充支路411、副管路前空燃比测量装置32、三元催化器414、副管路后空燃比测量装置33、废气流量测量装置416及第三阀门431，通过第一副管路41、第二副管路42及第三副管路43上各部件的配合，可以同时在第一副管路41及第三副管路43上进行三元催化剂的老化试验，这样提升了实验效率，降低了成本。通过第一阀门417、第二阀门421及第三阀门431的配合也可以改变第一副管路41上进入三元催化器414内废气的温度及废气的流动速度。

具体地，发动机组件20包括空气滤清器21、发动机22、电控燃油供给系统23及测功机24，空气滤清器21通过进气管25与发动机22相连，可以为发动机22提供洁净的空气，电控燃油供给系统23设于发动机22内可以通过控制喷油器的喷油量及持续时间来改变发动机22排出废气的空燃比，测功机24与发动机22相连，能够测量发动机22的功率，以便及时控制发动机22的状态，上述的主管路空燃比测量装置31设置于发动机22的出气管26上，以检测发动机22排出的废气的空燃比。

气体补充支路411包括空气压缩泵4111、空气流量计4112以及两通阀4113，例如电动两通阀，空气压缩泵4111通过管路与第一副管路41或第三副管路43相连，空气流量计4112及两通阀4113依次设置于空气压缩泵4111至第一副管路41或第三副管路43之间，利用气体补充支路411可以向试验台架装置内注入空气。

气体冷却支路412包括冷却器4121，冷却器4121的两端分别通过管路与第一副管路41相连，冷却器4121靠近气体补充支路411的一端与第一副管路41的连接处设有两通阀4122，例如气动两通阀，冷却器4121靠近三元催化器414的一端与第一副管路41的连接处设置有三通阀4123，例如气动三通阀，通过改变两通阀4122及三通阀4123的开度，可以改变通过冷却器4121的废气的流量。

在本实施例中，主管路空燃比测量装置31、副管路前空燃比测量装置32及副管路后空燃比测量装置33可以为宽域氧传感器，副管路前气体分析装置413及副管路后气体分析装置415可以为排放分析仪。

废气流量测量装置416可以为孔板流量计及压差传感器，孔板流量计可以测量流过所在管路废气的流量，压差传感器测量孔板流量计两侧的压差。

第一阀门417、第二阀门421及第三阀门431均可为气动两通阀。

综上所述，本实用新型提供的三元催化剂快速老化及性能评价试验台架装置，通过增加第二副管路及副管路前后空燃比测量装置及副管路前后气体分析装置，可以使试验台架装置既可以进行三元催化剂快速老化试验也可以进行三元催化剂性能评价试验。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种三元催化剂快速老化及性能评价试验台架装置，其特征在于：包括发动机组件(20)、主管路空燃比测量装置(31)、第一副管路(41)及第二副管路(42)，所述第一副管路(41)与所述第二副管路(42)并联，所述第一副管路(41)与所述第二副管路(42)均通过主管路空燃比测量装置(31)与所述发动机组件(20)相连，所述第一副管路(41)上设有气体补充支路(411)、气体冷却支路(412)、三元催化器(414)、废气流量测量装置(416)及第一阀门(417)，所述三元催化器(414)的两侧还设有副管路前空燃比测量装置(32)、副管路前气体分析装置(413)、副管路后空燃比测量装置(33)及副管路后气体分析装置(415)，所述第二副管路(42)上设有废气流量测量装置(416)及第二阀门(421)，所述三元催化器(414)上设有温度传感器(419)。

2.如权利要求1所述的试验台架装置，其特征在于：所述试验台架装置还包括第三副管路(43)，所述第三副管路(43)与所述第一副管路(41)及所述第二副管路(42)并联，所述第三副管路(43)通过所述主管路空燃比测量装置(31)与所述发动机组件(20)相连，所述第三副管路(43)上依次设有气体补充支路(411)、副管路前空燃比测量装置(32)、三元催化器(414)、副管路后空燃比测量装置(33)、废气流量测量装置(416)及第三阀门(431)。

3.如权利要求2所述的试验台架装置，其特征在于：所述发动机组件(20)包括空气滤清器(21)、发动机(22)、电控燃油供给系统(23)及测功机(24)，所述空气滤清器(21)通过进气管(25)与所述发动机(22)相连，所述电控燃油供给系统(23)设于所述发动机(22)内，所述测功机(24)与所述发动机(22)相连，所述主管路空燃比测量装置(31)设置于所述发动机(22)的出气管(26)上。

4.如权利要求2所述的试验台架装置，其特征在于：所述气体补充支路(411)包括空气压缩泵(4111)、空气流量计(4112)及两通阀(4113)，所述空气压缩泵(4111)通过管路与所述第一副管路(41)或所述第三副管路(43)相连，所述空气流量计(4112)及所述两通阀(4113)依次设于所述空气压缩泵(4111)至所述第一副管路(41)或所述第三副管路(43)之间。

5.如权利要求2所述的试验台架装置，其特征在于：所述气体冷却支路(412)包括冷却器(4121)，所述冷却器(4121)的两端分别通过管路与所述第一副管路(41)相连，所述冷却器(4121)靠近所述气体补充支路(411)的一端与所述第一副管路(41)的连接处设有两通阀(4122)，所述冷却器(4121)靠近所述三元催化器(414)的一端与所述第一副管路(41)的连接处设有三通阀(4123)。

6.如权利要求2所述的试验台架装置，其特征在于：所述主管路空燃比测量装置(31)、副管路前空燃比测量装置(32)及副管路后空燃比测量装置(33)均为宽域氧传感器。

7.如权利要求2所述的试验台架装置，其特征在于：所述副管路前气体分析装置(413)及副管路后气体分析装置(415)为排放分析仪。

8.如权利要求2所述的试验台架装置，其特征在于：所述废气流量测量装置(416)为孔板流量计及压差传感器。

9.如权利要求2所述的试验台架装置，其特征在于：所述第一阀门(417)、第二阀门(421)及第三阀门(431)均为气动两通阀。