CN220381072U - 一种汽油车尾气二次催化检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种汽油车尾气二次催化检测装置，包括三通管，三通管的排气口与在用车排放检测系统连接，三通管上安装有尾气分流管路；三通管上设置有流量调节阀；尾气分流管路的出口与电加热器连接，电加热器的出口连接有基准催化器，基准催化器的出口连接有分流检测设备。本实用新型直接从汽油车排气尾管出口分流引出少量尾气，通过电加热器使分流尾气达到催化剂所需反应温度，分流尾气经二次催化后利用分流排气分析设备进行成分和浓度检测。依据二次催化排放结果判断整车原始排气条件是否满足催化器工作要求，进而结合整车排放结果对受检车辆现装催化器的质量符合性做出判定。本实用新型也适用于燃用CNG、LPG等替代燃料车辆的尾气二次检测。
Description
技术领域
本实用新型涉及汽车检测技术领域，具体涉及到一种汽油车尾气二次催化检测装置。
背景技术
汽油混合气经充分燃烧，理论产物是二氧化碳和水。尽管现代汽油机热效率很高，但排气中仍有一定浓度的不完全燃烧产物如碳氢CmHn、一氧化碳CO，此外，高温燃烧还生成有害的氮氧化物NOx(NO+NO2)。
为了满足整车排放法规要求，汽油车必须使用三效催化器。现代三效催化器对上述三种排气污染物的转化效率很高，正常条件下高达90％以上，是决定汽油车整车排放的关键装置。
三效催化器的装车转化效率，不仅与自身性能有关，很大程度上还取决于发动机原始排气条件是否满足催化剂高效转化要求，例如原始排气空燃比偏离导致反应体系中氧化剂、还原剂不平衡，氧化还原反应无法同时高效发生，又例如排气温度偏低将导致催化剂活性显著下降，等等。当汽车、发动机匹配设计不同、发动机电控标定方案不同，以及排气氧传感器、进气流量传感器、发动机供油、点火、配气正时、废气再循环控制甚至排气管路的泄漏等均会造成发动机原始排气条件出现不同程度的改变，进而制约三效催化反应效率。发动机原始排气条件不能满足催化器高效转化要求，是造成整车排放超标的另外一个重要原因。
既然三效催化器的装车转化效率受发动机原始排放条件和催化器自身性能的双重影响，对于检测中发现的超标车辆，除非能够确认发动机原始排放条件满足要求，否则无法判定排放超标是否由催化器性能缺陷导致。当前，新车型式认证检验、在用车排放检验均是考察整车最终排放，检验中并不包含发动机原始排气条件数据，依据现行整车排放检测也就无法判断三效催化器质量符合性，这在很大程度上困扰着汽车检测/维修闭环实施和催化器质量监管。
使用“排除法”可以解耦上述问题：为排放超标车辆更换上符合车辆原始设计且质量合格的原装催化器，如果再次检测排放仍然超标，说明问题出在发动机原始排气条件上。反之，如果再检后车辆排放合格，则可以判定被检车辆现装催化器的质量性能不符合要求。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种汽油车尾气二次催化检测装置，能够依据二次催化排放结果判断整车原始排气条件是否满足催化器工作要求，进而结合整车排放结果对受检车辆现装催化器的质量符合性做出判定。
为达上述目的，本实用新型的一个实施例中提供了一种汽油车尾气二次催化检测装置，包括三通管，三通管的连接处设置有卡箍和密封圈；三通管的进气口用于与汽油车的排气管连接，三通管的排气口与在用车排放检测系统连接，三通管上安装有尾气分流管路；
三通管上设置有流量调节阀，尾气分流管路上设置有流量传感器；尾气分流管路的出口与电加热器连接，电加热器配置有温控单元和温度传感器，电加热器将尾气分流管路内的尾气加热至500℃～550℃，电加热器的出口连接有基准催化器，基准催化器的出口连接有分流检测设备；基准催化器包括壳体、催化剂涂层载体和垫层。
本实用新型优选的，尾气分流管路上设置有保温层。
本实用新型优选的，电加热器的连接处设置有法兰，通过法兰和密封圈的配合实现与尾气分流管路和基准催化器上的法兰密封连接。
综上所述，本实用新型具有以下优点：
1、本实用新型对应的使用方法能够直接从汽油车排气尾管出口分流少量尾气，通过电加热器确保分流尾气温度满足催化剂反应要求，利用基准催化器对分流尾气进行二次催化，使用分流检测设备对二次催化后的尾气进行成分和浓度检测，依据二次催化排放结果是否满足在用车排放标准，判断整车原始排气条件是否满足催化器工作要求，实现对汽油车非正常原始排气条件的识别。
2、采用本实用新型的检测装置，其对应的检测方法可以不依赖于理论计算，可以通过基准催化器的实际效果判断整车原始排气条件是否满足催化器工作要求。
3、本实用新型不需要对受检车辆的排气系统进行任何拆改，检测过程随在用车排放检测一次完成，不需要单独进行检测，可显著提高检测效率。
4、本实用新型的检测装置可以进行二次催化，通过判断整车原始排气条件是否满足催化器工作要求，进而结合整车排放结果，可以对受检车辆现装催化器的质量符合性做出判定。
5、本实用新型提出的“二次催化”，原理上相当于在整车排气系统中加装了一套相同规格且质量完全符合原始设计要求的催化器。考虑到催化器体积增加(空速计算值降低)对评价的影响，本实用新型推荐采用车速较低的在用车检测工况，由于低速工况下汽车排气流量显著低于催化器设计空速，催化器转化效率不依赖于空速，从而可以最大限度地排除二次催化对检测结果判定的影响。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的示意图。
其中，1、三通管；2、卡箍；3、在用车排放检测系统；4、尾气分流管路；5、流量调节阀；6、电加热器；7、温控单元；8、基准催化器；9、分流排气分析设备。
具体实施方式
本实用新型提供了一种汽油车尾气二次催化检测装置，包括三通管1，三通管的连接处设置有卡箍2和密封圈；三通管的进气口用于与汽油车的排气管连接，三通管的排气口与在用车排放检测系统3连接，三通管上连接有尾气分流管路4。
三通管的排气入口设计应与整车尾气排气出口充分适配，以实现可靠密封连接，并确保下游排气密封无泄露。三通管排气出口设计应与在用车排放检测系统的采样口充分适配。尾气分流管路的管径应与基准催化器的直径相适配。
本专利的三通管的连接处的卡箍和密封圈的形状需要与排气管的形状相适配，使得三通管连接后能够顺利的将排气管排出的尾气引入到其他管路中，并且在引入过程中保持密封。
三通管上设置有流量调节阀5，尾气分流管路上设置有流量传感器，流量传感器与流量调节阀配合实现分流管路中尾气流量控制，并使其空速与被检车辆现装催化器空速相一致。
尾气分流管路的出口与电加热器6连接，发动机排气经排气管路至尾气出口，温度显著下降。电加热器为现有技术装置，使流经其内部的分流尾气快速升温，以满足催化剂起燃温度要求。电加热器配置有温控单元7和温度传感器，温度传感器检测电加热器内部的加热温度数据，电加热器将尾气分流管路内的尾气加热至500℃～550℃。
电加热器的出口连接有基准催化器8，基准催化器的出口连接有分流排气分析设备9。
基准催化器是符合整车原始设计的小尺寸催化器样品，由壳体、催化剂涂层载体和垫层组成。对基准催化器所使用的催化剂涂层载体，使用标准气体在实验中定期进行性能检查，以确保其催化性能满足整车原始设计要求。
本实用新型的优化实施例中，尾气分流管路上设置有保温层。
本实用新型的在用车排放检测系统和分流排气分析设备为现有排放直采技术，对排气成分浓度进行实时检测分析。
本实用新型的优化实施例中，电加热器的连接处设置有法兰，通过法兰和密封圈的配合实现与尾气分流管路和基准催化器上的法兰密封连接。
二次催化检测依照国家在用车标准工况，与在用车排放检测同步进行。以现行GB18285-2018《汽油车污染物排放限值及测量方法(双怠速法及简易工况法)》为例，优选ASM5025工况法，同步采集二次催化检测数据。
当整车排放检测结果为合格时，二次催化检测结果无参考意义。当整车排放检测结果为不合格，依据二次催化排放结果判断整车原始排气条件是否满足催化器工作要求，进而结合整车排放结果对受检车辆现装催化器质量符合性做出判定。
本实用新型对受检车辆现装催化器质量符合性进行检测和判定的具体方法：
(1)将三通管连接到整车排气尾管出口，三通管排气口处安装在用车排放检测系统。
(2)将选定的基准催化器涂层载体用垫层包裹并妥当地安装在二次催化系统外壳中。确保垫层包裹严密，分流排气不经外壳与载体间的缝隙泄露至下游。
(3)使用流量调节阀调节通过基准催化器的分流尾气流量，使基准催化器空速与被检车辆现装催化器的空速一致。
(4)启动电加热器，对基准催化器入口处分流尾气温度达到500℃～550℃，以消除排气温度下降对催化活性的影响。
(5)在基准催化器下游安装分流排气分析设备。优选现行在用车检测工况中的低速工况(如ASM 5025工况)进行检测。同时采集车辆排放结果、经基准催化器二次催化后排放检测结果。
(6)分流排气分析设备检测得到的二次催化排气数据，依据整车排放检测的大气压力、温湿度条件数据进行同步修正。
(7)依据分流排气经二次催化后的排放检测结果，判断整车原始排气条件是否满足催化器工作要求。若分流尾气经二次催化后，各受限污染物排放浓度全部满足在用车法规要求，判定整车原始排气条件满足要求。若分流尾气经二次催化后，受限污染物中出现一种或以上排放浓度仍超过法规限值要求，判定整车原始排气条件不能满足催化器工作要求。
(8)当整车原始排气条件被判定为不能满足催化器工作要求时，尽管仍不能判定被检车辆现装催化器符合性，应暂时排除现装催化器性能问题，优先进行原始排气问题的诊断和维修，维修后重复检测，另行判断现装催化器质量符合性。
(9)当整车原始排气条件被判定为满足催化器工作要求时，判定为被检车辆现装催化器质量不符合要求。
(10)本实用新型也适用于燃用CNG、LPG等替代燃料车辆的尾气二次检测。
虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。
Claims (3)
1.一种汽油车尾气二次催化检测装置，其特征在于：包括三通管，三通管的连接处设置有卡箍和密封圈；三通管的进气口用于与汽油车的排气管连接，三通管的排气口与在用车排放检测系统连接，三通管上安装有尾气分流管路；
三通管上设置有流量调节阀，尾气分流管路上设置有流量传感器；尾气分流管路的出口与电加热器连接，电加热器配置有温控单元和温度传感器，电加热器将尾气分流管路内的尾气加热至500℃～550℃，电加热器的出口连接有基准催化器，基准催化器的出口连接有分流检测设备；基准催化器包括壳体、催化剂涂层载体和垫层。
2.如权利要求1所述的汽油车尾气二次催化检测装置，其特征在于：所述尾气分流管路上设置有保温层。
3.如权利要求1所述的汽油车尾气二次催化检测装置，其特征在于：所述电加热器的连接处设置有法兰，通过法兰和密封圈的配合实现与尾气分流管路和基准催化器上的法兰密封连接。
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