CN220064675U - 柴油机性能测试台架的尾气处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种柴油机性能测试台架的尾气处理系统，包括：远程控制机构、催化消声器、计量喷射泵、添蓝罐以及PLC。远程控制机构与发动机的ECU电性连接。计量喷射泵设置于催化消声器上。添蓝罐与计量喷射泵相连接，用以向计量喷射泵提供尿素。以及PLC分别与远程控制机构、催化消声器和计量喷射泵电性连接，且PLC用以获取催化消声器上下游温度传感器信号、DPF前后压差信号、氮氧传感器信号、添蓝罐液位传感信号、添蓝温度传感器信号和喷嘴控制信号，并计算出尿素喷射量。其中，PLC能够控制计量喷射泵的喷射量。借此，本实用新型的柴油机性能测试台架的尾气处理系统，极大的降低了生产成本，且保证了产品质量，提高了生产效率。
Description
技术领域
本实用新型是关于测试台架技术领域，特别是关于一种柴油机性能测试台架的尾气处理系统。
背景技术
目前柴油车具有燃油消耗率低、转矩输出高、功率覆盖范围广等优点，在交通运输和工程机械等领域得到广泛应用。随着汽车排放法规的加严，柴油车只有采用后处理装置才能满足未来严格的排放法规随着国家第六阶段机动车污染物排放标准简称“国六排放标准”的实施，各柴油机生产企业对柴油机生产线进行新建或升级改造；其中柴油机出厂前性能测试过程，发动机排出的尾气如果不进行有效处理，将对环境造成很大的污染。但现有测试系统生产成本大，生产效率低，且无法保证产品的质量。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种柴油机性能测试台架的尾气处理系统，极大的降低了生产成本，且保证了产品质量，提高了生产效率。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种柴油机性能测试台架的尾气处理系统，包括：远程控制机构、催化消声器、计量喷射泵、添蓝罐以及PLC。远程控制机构与发动机的ECU电性连接。计量喷射泵设置于催化消声器上。添蓝罐与计量喷射泵相连接，用以向计量喷射泵提供尿素。以及PLC分别与远程控制机构、催化消声器和计量喷射泵电性连接，且PLC用以获取催化消声器上下游温度传感器信号、DPF前后压差信号、氮氧传感器信号、添蓝罐液位传感信号、添蓝温度传感器信号和喷嘴控制信号，并计算出尿素喷射量。其中，PLC能够控制计量喷射泵的喷射量，经过脉冲电流，从而能够控制喷嘴将尿素喷射到催化消声器内。其中，远程控制机构能够根据发动机的不同工况对尾气排放进行闭环控制处理。
在本实用新型的一实施方式中，催化消声器包括：DOC总成、DPF总成以及SCR总成。DOC总成的一端用以与发动机排气管相连通。DPF总成一端与DOC总成的另一端固定连通。以及SCR总成一端与DPF总成的另一端固定连通。
在本实用新型的一实施方式中，催化消声器还包括：第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器以及第四温度传感器。第一温度传感器设置于DOC总成的一端上。第二温度传感器设置于DOC总成的另一端上。第三温度传感器设置于SCR总成的一端上。以及第四温度传感器设置于SCR总成的另一端上。
在本实用新型的一实施方式中，催化消声器还包括：第一压差传感器以及第二压差传感器。第一压差传感器设置于DPF总成的一端上。以及第二压差传感器设置于DPF总成的另一端上。
在本实用新型的一实施方式中，计量喷射泵设置于SCR总成上。
在本实用新型的一实施方式中，远程控制机构包括：远程控制箱以及触摸屏。远程控制箱分别与ECU和PLC电性连接。以及触摸屏设置于远程控制箱上，且触摸屏与远程控制箱电性连接。
与现有技术相比，根据本实用新型的柴油机性能测试台架的尾气处理系统，极大的降低了生产成本，且保证了产品质量，提高了生产效率。
附图说明
图1是根据本实用新型一实施方式的柴油机性能测试台架的尾气处理系统的线框示意图；
图2是根据本实用新型一实施方式的柴油机性能测试台架的尾气处理系统的计量喷射泵的工作原理示意图。
主要附图标记说明：
1-远程控制机构，2-催化消声器，3-计量喷射泵，4-添蓝罐，5-PLC。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
图1是根据本实用新型一实施方式的柴油机性能测试台架的尾气处理系统的线框示意图。图2是根据本实用新型一实施方式的柴油机性能测试台架的尾气处理系统的计量喷射泵3的工作原理示意图。
如图1至图2所示，根据本实用新型优选实施方式的一种柴油机性能测试台架的尾气处理系统，包括：远程控制机构1、催化消声器2、计量喷射泵3、添蓝罐4以及PLC5。远程控制机构1与发动机的ECU电性连接。计量喷射泵3设置于催化消声器2上。添蓝罐4与计量喷射泵3相连接，用以向计量喷射泵3提供尿素。以及PLC5分别与远程控制机构1、催化消声器2和计量喷射泵3电性连接，且PLC5用以获取催化消声器2上下游温度传感器信号、DPF前后压差信号、氮氧传感器信号、添蓝罐4液位传感信号、添蓝温度传感器信号和喷嘴控制信号，并计算出尿素喷射量。其中，PLC5能够控制计量喷射泵3的喷射量，经过脉冲电流，从而能够控制喷嘴将尿素喷射到催化消声器2内。其中，远程控制机构1能够根据发动机的不同工况对尾气排放进行闭环控制处理。
在本实用新型的一实施方式中，催化消声器2包括：DOC总成、DPF总成以及SCR总成。DOC总成的一端用以与发动机排气管相连通。DPF总成一端与DOC总成的另一端固定连通。以及SCR总成一端与DPF总成的另一端固定连通。
在本实用新型的一实施方式中，催化消声器2还包括：第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器以及第四温度传感器。第一温度传感器设置于DOC总成的一端上。第二温度传感器设置于DOC总成的另一端上。第三温度传感器设置于SCR总成的一端上。以及第四温度传感器设置于SCR总成的另一端上。
在本实用新型的一实施方式中，催化消声器2还包括：第一压差传感器以及第二压差传感器。第一压差传感器设置于DPF总成的一端上。以及第二压差传感器设置于DPF总成的另一端上。
在本实用新型的一实施方式中，计量喷射泵3设置于SCR总成上。
在本实用新型的一实施方式中，远程控制机构1包括：远程控制箱以及触摸屏。远程控制箱分别与ECU和PLC5电性连接。以及触摸屏设置于远程控制箱上，且触摸屏与远程控制箱电性连接。
在实际应用中，柴油机性能测试台架尾气排放处理采用DOC+DPF+SCR+ASC技术。DPF再生方式为清洗+烘干再生，SCR采用高效系统，两个NOx传感器，四个温度传感器，一个压差传感器，而热管理为排气系统保温。
尾气排放处理DPF(颗粒捕集器)一般采用堇青石陶瓷载体，载体上有很多相互平行的截面为正方形的通道，DPF的相邻通道末端交错堵孔，陶瓷通道壁面布满微孔，柴油机排气气流从底部堵孔的通道进入，只能从通道壁面微孔流到前部堵孔的相邻通道，排气中的颗粒物在扩散沉积，吸附，拦截等作用下被通道壁过滤下来。新的DPF的过滤模式为深层过滤，一部分颗粒会进入壁面内部的微孔，DPF阻力迅速增加,此时过滤效率较低在60～85％左右，随着颗粒累积，壁面微孔部分被填满，过滤效率逐渐增加，通道壁表面形成一层碳烟后，过滤效率增加到90％以上，随着碳烟层的逐渐增厚，DPF阻力逐渐增加。
DPF(颗粒捕集器)由DOC和DPF组成，DOC和DPF上涂覆有氧化催化剂，DOC催化剂的主要作用将发动机排气中的NO氧化成NO2，NO2在250℃以上就可和DPF拦截下来的颗粒中的碳烟进行低温氧化反应，反应速度随着温度的升高而加快，300～350℃可达到最高，这就是DPF的被动再生，DPF涂层产生NO2，在颗粒层接触DPF壁面的位置氧化碳烟，两面一起反应，从而强化被动再生。另外柴油机部分工况排气温度达到400～500℃，颗粒中的碳烟可直接和排气中的O2发生缓慢氧化反应，这也属于被动再生。
SCR是Selective(选择性)、Catalytic(催化)、Reduction(还原)的英文缩写。SCR系统目前采用的还原剂是尿素。尿素NH2CONH2加H2O后在高温下分解成成NH3和CO2：
NH2CONH2+H2O->2NH3+CO2
NH3和排气中的NO和NO2反应产生氮气和水：
NO+NO2+2NH3->2N2+3H2O
4NO+O2+4NH3->4N2+6H2O
2NO2+O2+4NH3->3N2+6H2O
有一种反应是要避免的，即NH3直接和O2反应：
4NH3+5O2->4NO+6H2O
这样，又再次生成了氮氧化物，SCR催化剂必须遏制氨气直接氧化的过程，也就是催化作用必须有选择性。
本实用新型的柴油机性能测试台架的尾气处理系统，采用国六催化消声器2、PLC5、交换机、CAN转换器、驱动模块、触摸屏、远程控制箱、报警器等组成，系统根据发动机不同的工况对尾气排放进行闭环控制处理。计量喷射泵3(如图2所示)内置控制装置，可控制内部计量泵按既定的程序工作。PLC5通过CAN通讯，获得上催化器上下游温度传感器信号、DPF前后压差信号、氮氧传感器信号、添蓝罐4液位传感器信号、添蓝温度传感器信号、喷嘴控制信号，计算出尿素喷射量，通过CAN控制计量喷射泵3喷射适量，再经过精准的脉冲电流，控制喷嘴将适量的尿素喷射到到催化消声器2内，喷嘴喷雾后尽可能雾化。脉冲电流±5％(增加压力补偿可达到±3％)。单个模块由PLC5实时控制系统，并通过CAN总线与上位机系统实时通讯，每个模块有自诊，通过CAN总线与上位机实时交互。后处理关键部件(尿素泵)及关键传感器均通过CAN通讯进行实时信息处理。
系统采用国六催化消声器2、添蓝罐4及控制系统组成，发动机不同的工况可用过人机交互系统进行参数的设定，系统对发动机尾气排放控制前后的测量结果在系统控制界面(触摸屏)上显示，同时对尾气排放不合格或其他系统其它故障进行声光报警，提醒操作者及时处理。
尾气排放系统对NOx控制效果可通过控制过程曲线显示，让人很直观的看到系统控制过程的细节，同时也方便对系统的控制参数进行修改和完善，以达到最佳的控制效果，市生态环保局和有资质的第三方检测机构现场对测试台架尾气控制进行检测，检测结果显示自主研究开发的柴油机性能测试台架尾气控制系统尾气排放完全符合“国六排放标准”要求。
总之，本实用新型的柴油机性能测试台架的尾气处理系统，系统根据发动机不同的工况对尾气排放进行闭环控制处理方案可行，对比同行，在试机尾气处理技术和使用成本方面，处于领先地位题，大大降低了生产成本，保证了产品质量，提高了生产效率。
前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (6)
1.一种柴油机性能测试台架的尾气处理系统，其特征在于，包括：
远程控制机构，与发动机的ECU电性连接；
催化消声器；
计量喷射泵，设置于所述催化消声器上；
添蓝罐，与所述计量喷射泵相连接，用以向所述计量喷射泵提供尿素；以及
PLC，分别与所述远程控制机构、所述催化消声器和所述计量喷射泵电性连接，且所述PLC用以获取所述催化消声器上下游温度传感器信号、DPF前后压差信号、氮氧传感器信号、添蓝罐液位传感信号、添蓝温度传感器信号和喷嘴控制信号，并计算出尿素喷射量；
其中，所述PLC能够控制所述计量喷射泵的喷射量，经过脉冲电流，从而能够控制喷嘴将尿素喷射到所述催化消声器内；
其中，所述远程控制机构能够根据所述发动机的不同工况对尾气排放进行闭环控制处理。
2.如权利要求1所述的柴油机性能测试台架的尾气处理系统，其特征在于，所述催化消声器包括：
DOC总成，所述DOC总成的一端用以与发动机排气管相连通；
DPF总成，一端与所述DOC总成的另一端固定连通；以及
SCR总成，一端与所述DPF总成的另一端固定连通。
3.如权利要求2所述的柴油机性能测试台架的尾气处理系统，其特征在于，所述催化消声器还包括：
第一温度传感器，设置于所述DOC总成的所述一端上；
第二温度传感器，设置于所述DOC总成的所述另一端上；
第三温度传感器，设置于所述SCR总成的所述一端上；以及
第四温度传感器，设置于所述SCR总成的所述另一端上。
4.如权利要求2所述的柴油机性能测试台架的尾气处理系统，其特征在于，所述催化消声器还包括：
第一压差传感器，设置于所述DPF总成的所述一端上；以及
第二压差传感器，设置于所述DPF总成的所述另一端上。
5.如权利要求2所述的柴油机性能测试台架的尾气处理系统，其特征在于，所述计量喷射泵设置于所述SCR总成上。
6.如权利要求1所述的柴油机性能测试台架的尾气处理系统，其特征在于，所述远程控制机构包括：
远程控制箱，分别与所述ECU和所述PLC电性连接；以及
触摸屏，设置于所述远程控制箱上，且所述触摸屏与所述远程控制箱电性连接。
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