三元催化劑的老化試驗方法技術

一種三元催化劑的老化試驗裝置，用于對三元催化劑進行老化試驗，老化試驗裝置包括發動機組件，發動機組件具有出氣管，發動機組件產生的廢氣由出氣管排出，老化試驗裝置還包括充氣管路、排氣管路、泄氣管路及控制器，充氣管路、排氣管路及泄氣管路均連接至發動機組件的出氣管，排氣管路上設有三元催化器、空燃比檢測單元及溫度檢測單元，三元催化劑設于三元催化器中，泄氣管路上設有泄氣閥門，泄氣閥門用于控制廢氣通過泄氣管路的排泄流量，充氣管路上設有氣體補充裝置和充氣閥門，氣體補充裝置用于向排氣管路中充入新鮮空氣，充氣閥門用于控制新鮮空氣的充入流量，控制器與空燃比檢測單元、溫度檢測單元、泄氣閥門及充氣閥門電連接。

【技術實現步驟摘要】
三元催化劑的老化試驗裝置及老化試驗方法
本專利技術涉及發動機
，特別是涉及一種三元催化劑的老化試驗裝置及老化試驗方法。
技術介紹
在國內外排放法規的推動下，三元催化器已經成為汽車排氣后處理系統的主要零部件，三元催化劑的研究也越來越受到人們的重視。現行的法規對三元催化劑的性能有著嚴格的要求，因此，在生產及開發時必須要對三元催化劑的性能進行分析，然而，若僅以新鮮催化劑滿足排放要求為標準，就會導致以下情況：1、經過法規要求的耐久性里程后車輛無法滿足法規規定的排放限值，造成三元催化劑不合格；2、經過法規要求的耐久性里程后車輛的排放值遠遠低于法規規定的排放限值，造成貴金屬的浪費，繼而增加成本；3、不同廠家的催化劑雖然在新鮮狀態下性能相近，但是經過道路耐久性試驗后，三元催化劑的性能會產生明顯的差異。因此，在三元催化劑的生產及開發中，有必要對三元催化劑進行標準化的老化試驗，以鑒定其抗老化的能力。在三元催化劑的老化試驗中，為了得到三元催化劑的實際性能，需要模擬不同的尾氣狀態，在不同空燃比及不同催化劑溫度下，對三元催化劑進行熱沖擊試驗，加速其老化。而精確控制三元催化劑的溫度是老化實驗的關鍵，只有在溫度控制穩定準確的情況下，對不同催化劑的老化效果進行橫向對比衡量才有意義。在現有技術中，空燃比一般會通過調整發動機來控制，而三元催化劑溫度的控制一般有以下幾種：1、通過發動機閉環反饋來控制三元催化劑的溫度，例如通過調節燃料噴射量進行廢氣溫度的調節，但由于進氣道的燃油附著層會對混合氣空燃比變化起到延遲作用，這會導致溫度控制很容易過高及過低；2、通過排氣與換熱器進行控制，此種方法會對溫度的調控存在嚴重的滯后；3、通過溫度反饋，對發動機進行控制，這會導致發動機運行不穩，同時燃燒狀態的改變也可能對空燃比造成影響，繼而使三元催化劑所處的環境發生難以把握的變化。上述的三種方法，在三元催化劑溫度調控過程中，都很有可能會造成三元催化劑溫度的過高或過低，而短時間的溫度超調很有可能對三元催化劑造成嚴重的老化，因此在老化試驗時如何穩定控制三元催化劑的溫度是一個值得研究的課題。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提供一種三元催化劑的老化試驗裝置及老化試驗方法，在對三元催化劑進行老化試驗時，能夠穩定準確地控制三元催化劑的溫度，以利于不同催化劑在老化試驗后對老化效果進行橫向對比衡量。本專利技術提供一種三元催化劑的老化試驗裝置，用于對三元催化劑進行老化試驗，所述老化試驗裝置包括發動機組件，所述發動機組件具有出氣管，所述發動機組件產生的廢氣由所述出氣管排出，所述老化試驗裝置還包括充氣管路、排氣管路、泄氣管路及控制器，所述充氣管路、排氣管路及泄氣管路均連接至所述發動機組件的出氣管，所述排氣管路上設有三元催化器、空燃比檢測單元及溫度檢測單元，所述三元催化器內設有三元催化劑，所述空燃比檢測單元用于檢測廢氣的空燃比，所述溫度檢測單元用于檢測三元催化劑的溫度，所述泄氣管路上設有泄氣閥門，所述泄氣閥門用于控制廢氣通過所述泄氣管路的排泄流量，所述充氣管路上設有氣體補充裝置和充氣閥門，所述氣體補充裝置用于向所述排氣管路中充入新鮮空氣，所述充氣閥門用于控制新鮮空氣的充入流量，所述控制器與所述空燃比檢測單元、溫度檢測單元、泄氣閥門及充氣閥門電連接，所述控制器能根據所述空燃比檢測單元和所述溫度檢測單元的檢測結果對所述泄氣閥門和所述充氣閥門的閥門開度進行控制。進一步地，所述發動機組件包括空氣濾清器、發動機、電控燃油供給系統及測功機，所述空氣濾清器通過進氣管與所述發動機相連，所述電控燃油供給系統用于向所述發動機供油，所述測功機用于測試所述發動機的功率。進一步地，所述空燃比檢測單元包括位于所述三元催化器的廢氣入口端一側的第一空燃比檢測單元及位于所述三元催化器的廢氣出口端一側的第二空燃比檢測單元；所述溫度檢測單元設于所述三元催化器內，包括位于靠近所述三元催化器的廢氣入口端一側的第一溫度檢測單元及靠近所述三元催化器的廢氣出口端一側的第二溫度檢測單元。進一步地，所述泄氣閥門為氣動兩通閥，所述充氣閥門為電動兩通閥，所述控制器為PID控制器。本專利技術還提供一種三元催化劑的老化試驗方法，應用如權利要求1至4任一項所述的三元催化劑的老化試驗裝置，所述老化試驗方法包括如下步驟：S101：通過預先試驗，獲得在不同的空燃比及不同的催化劑溫度下，所述泄氣閥門及所述充氣閥門所對應的閥門開度的前饋數據集，并將所述前饋數據集預設在所述控制器中；S102：根據老化試驗時所需的目標空燃比及目標催化劑溫度，所述控制器依據所述前饋數據集確定所述泄氣閥門及所述充氣閥門所對應的各自目標閥門開度，并且所述控制器控制將所述泄氣閥門及所述充氣閥門分別調整至各自目標閥門開度；S103：通過所述空燃比檢測單元檢測廢氣的當前空燃比，若所述廢氣的當前空燃比偏離所述目標空燃比的范圍，則所述控制器控制對所述充氣閥門的閥門開度進行調整，使所述廢氣的當前空燃比調至位于所述目標空燃比的范圍內；以及S104：通過所述溫度檢測單元檢測所述三元催化劑的當前溫度，若所述三元催化劑的當前溫度偏離所述目標催化劑溫度，則所述控制器控制對所述泄氣閥門及所述充氣閥門的閥門開度進行調整，使所述三元催化劑的當前溫度維持在所述目標催化劑溫度。進一步地，在步驟S101中，針對所述發動機組件在不同工況下進行實驗，獲得所述發動機組件在每種不同工況下，所述泄氣閥門及所述充氣閥門在不同的空燃比及不同的催化劑溫度時所對應的各自目標閥門開度的前饋數據集。進一步地，在步驟S103中，當所述廢氣的當前空燃比小于所述目標空燃比時，所述控制器控制增大所述充氣閥門的閥門開度。進一步地，在步驟S103中，當所述廢氣的當前空燃比大于所述目標空燃比時，所述控制器控制減小所述充氣閥門的閥門開度。進一步地，在步驟S104中，當所述三元催化劑的當前溫度小于所述目標催化劑溫度時，所述控制器優先控制減小所述泄氣閥門的閥門開度，若控制將所述泄氣閥門的閥門開度減小至全關仍未將所述三元催化劑的當前溫度調至所述目標催化劑溫度時，則在滿足所述廢氣的當前空燃比位于所述目標空燃比范圍內的條件下，所述控制器再進一步控制對所述充氣閥門的閥門開度進行調節。進一步地，在步驟S104中，當所述三元催化劑的當前溫度大于所述目標催化劑溫度時，所述控制器優先控制增大所述泄氣閥門的閥門開度，若控制將所述泄氣閥門的閥門開度增大至全開仍未將所述三元催化劑的當前溫度調至所述目標催化劑溫度時，則在滿足所述廢氣的當前空燃比位于所述目標空燃比范圍內的條件下，所述控制器再進一步控制對所述充氣閥門的閥門開度進行調節。本專利技術的三元催化劑老化試驗中，針對三元催化劑的溫度控制，使用了前饋控制與反饋控制相結合，使三元催化劑的溫度控制穩定、準確，解決了三元催化劑溫度控制的滯后問題，避免三元催化劑溫度瞬時過高導致的瞬時過度老化，利于不同催化劑的老化效果的橫向對比衡量；三元催化劑的溫度控制并不是通過改變發動機參數進行，使發動機按工況穩定運行，保證發動機的廢氣穩定。上述說明僅是本專利技術技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本專利技術的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本專利技術的上述和其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種三元催化劑的老化試驗裝置，用于對三元催化劑進行老化試驗，所述老化試驗裝置包括發動機組件(10)，所述發動機組件(10)具有出氣管(11)，所述發動機組件(10)產生的廢氣由所述出氣管(11)排出，其特征在于：所述老化試驗裝置還包括充氣管路(20)、排氣管路(30)、泄氣管路(40)及控制器(50)，所述充氣管路(20)、排氣管路(30)及泄氣管路(40)均連接至所述發動機組件(10)的出氣管(11)，所述排氣管路(30)上設有三元催化器(31)、空燃比檢測單元(32)及溫度檢測單元(33)，所述三元催化器(31)內設有三元催化劑，所述空燃比檢測單元(32)用于檢測廢氣的空燃比，所述溫度檢測單元(33)用于檢測三元催化劑的溫度，所述泄氣管路(40)上設有泄氣閥門(41)，所述泄氣閥門(41)用于控制廢氣通過所述泄氣管路(40)的排泄流量，所述充氣管路(20)上設有氣體補充裝置(23)和充氣閥門(21)，所述氣體補充裝置(23)用于向所述排氣管路(30)中充入新鮮空氣，所述充氣閥門(21)用于控制新鮮空氣的充入流量，所述控制器(50)與所述空燃比檢測單元(32)、溫度檢測單元(33)、泄氣閥門(41)及充氣閥門(21)電連接，所述控制器(50)能根據所述空燃比檢測單元(32)和所述溫度檢測單元(33)的檢測結果對所述泄氣閥門(41)和所述充氣閥門(21)的閥門開度進行控制。...

【技術特征摘要】
1.一種三元催化劑的老化試驗裝置，用于對三元催化劑進行老化試驗，所述老化試驗裝置包括發動機組件(10)，所述發動機組件(10)具有出氣管(11)，所述發動機組件(10)產生的廢氣由所述出氣管(11)排出，其特征在于：所述老化試驗裝置還包括充氣管路(20)、排氣管路(30)、泄氣管路(40)及控制器(50)，所述充氣管路(20)、排氣管路(30)及泄氣管路(40)均連接至所述發動機組件(10)的出氣管(11)，所述排氣管路(30)上設有三元催化器(31)、空燃比檢測單元(32)及溫度檢測單元(33)，所述三元催化器(31)內設有三元催化劑，所述空燃比檢測單元(32)用于檢測廢氣的空燃比，所述溫度檢測單元(33)用于檢測三元催化劑的溫度，所述泄氣管路(40)上設有泄氣閥門(41)，所述泄氣閥門(41)用于控制廢氣通過所述泄氣管路(40)的排泄流量，所述充氣管路(20)上設有氣體補充裝置(23)和充氣閥門(21)，所述氣體補充裝置(23)用于向所述排氣管路(30)中充入新鮮空氣，所述充氣閥門(21)用于控制新鮮空氣的充入流量，所述控制器(50)與所述空燃比檢測單元(32)、溫度檢測單元(33)、泄氣閥門(41)及充氣閥門(21)電連接，所述控制器(50)能根據所述空燃比檢測單元(32)和所述溫度檢測單元(33)的檢測結果對所述泄氣閥門(41)和所述充氣閥門(21)的閥門開度進行控制。2.如權利要求1所述的三元催化劑的老化試驗裝置，其特征在于：所述發動機組件(10)包括空氣濾清器(13)、發動機(14)、電控燃油供給系統(15)及測功機(16)，所述空氣濾清器(13)通過進氣管(12)與所述發動機(14)相連，所述電控燃油供給系統(15)用于向所述發動機(14)供油，所述測功機(16)用于測試所述發動機(14)的功率。3.如權利要求1所述的三元催化劑的老化試驗裝置，其特征在于：所述空燃比檢測單元(32)包括位于所述三元催化器(31)的廢氣入口端一側的第一空燃比檢測單元(321)及位于所述三元催化器(31)的廢氣出口端一側的第二空燃比檢測單元(322)；所述溫度檢測單元(33)設于所述三元催化器(31)內，包括位于靠近所述三元催化器(31)的廢氣入口端一側的第一溫度檢測單元(331)及靠近所述三元催化器(31)的廢氣出口端一側的第二溫度檢測單元(332)。4.如權利要求1所述的三元催化劑的老化試驗裝置，其特征在于：所述泄氣閥門(41)為氣動兩通閥，所述充氣閥門(21)為電動兩通閥，所述控制器(50)為PID控制器。5.一種三元催化劑的老化試驗方法，應用如權利要求1至4中任一項所述的三元催化劑的老化試驗裝置，其特征在于：所述老化試驗方法包括如下步驟：S101：通過預先試驗，獲得在不同的空燃比及不同的催化劑溫度下，所述泄氣閥門(41...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉巨江，林思聰，李鈺懷，駱洪燕，
申請(專利權)人：廣州汽車集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44