基于燃烧器的柴油机后处理系统性能测试试验台架装置制造方法及图纸

一种内燃机技术领域的柴油机后处理系统性能测试试验台架装置，包括主风机组件、进气流量计、喷油段、混合段、燃烧段、稀释混合器、旁通管路、排气流量计、耐高温EGR阀、数据采集控制系统等。这种新型的后处理性能测试系统基于燃烧器，通过控制喷油、点火、燃烧，模拟柴油机尾气，可以进行柴油机后处理系统的性能测试，如DOC、DPF、SCR反应器，以及EGR+DOC+DPF、EGR+DOC+SCR、EGR+DOC+SCR+DPF、EGR+DOC+DPF+SCR等集成系统装置的性能测试。本发明专利技术设计合理，结构简单，适用于内燃机后处理系统快速老化试验台架的优化设计。

Test bench device for performance test of diesel engine aftertreatment system based on burner

Processing test system performance testing device of diesel engine technology field of an internal combustion engine, including the main blower assembly, air flow meter, fuel injection, mixing section, combustion section, dilution mixer, bypass pipeline flowmeter, high temperature, exhaust valve, EGR data acquisition and control system etc.. This new postprocessing performance test system based on the burner, through the control of fuel injection, ignition, combustion, simulation of diesel engine exhaust, diesel engine performance test can be carried out by postprocessing system, such as DOC, DPF, SCR, EGR+DOC+DPF, EGR+DOC+SCR reactor, EGR+DOC+SCR+, DPF and EGR+DOC+DPF+SCR integrated system performance testing device. The invention has the advantages of reasonable design and simple structure, and is suitable for the optimization design of the rapid aging test platform of an internal combustion engine aftertreatment system.

【技术实现步骤摘要】
基于燃烧器的柴油机后处理系统性能测试试验台架装置
本专利技术涉及柴油机后处理系统快速老化及性能评价试验台架领域，特别涉及柴油机选择性催化还原SCR反应器、柴油氧化催化器DOC、柴油机颗粒过滤DPF反应器等的快速老化，以及DOC+DPF+SCR集成的后处理系统等的快速老化及性能测试。
技术介绍
为了满足日益严格的排放法规，柴油发动机后处理环保装置，如柴油氧化催化器DOC(用于排气中的HCs、CO净化)、选择性催化还原SCR反应器(用于排气中NOx净化)、柴油机颗粒过滤DPF反应器(用于排气中颗粒物PM净化)将作为标配部件应用于机动车以及船舶柴油机的尾气后处理。安装有后处理环保装置的柴油车将被强制要求在全生命周期内都必须满足相应排放法规，例如，未来的国6法规要求轻型车辆在160,000km内排放须达标，而重型车辆则被要求在700,000km内排放必须达标。在船舶发动机排放控制方面，根据相关法规(如国际海事组织(IMO)的TierIII和国家环保部将发布的《船舶发动机排气污染物排放限值和测量方法(第一、二阶段)》)要求，船舶发动机后处理环保装置在实际运行10,000小时内或安装后10年内(先到为准)效率须满足排放法规要求。总之，排放法规对后处理环保装置的耐久性提出了很高的要求。后处理环保装置一般通过催化反应将尾气中的碳氢化合物(HCs)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)以及颗粒物(PM)转化为水(H2O)、二氧化碳(CO2)和氮气(N2)。DOC、SCR反应器和DPF等柴油机后处理装置的核心是催化剂。但催化剂在运行过程中会逐渐老化(热老化、磨损、中毒、开裂等)，导致后处理装置效率逐渐降低。因此，提高柴油机后处理环保装置耐久性的关键是提高催化剂老化后的性能，保证其在全生命周期内(轻型柴油车：240,000公里；重型柴油车：700,000公里；船舶柴油机：10,000小时或10年)的催化转换效率能满足法规要求。车用柴油机后处理装置老化过程要求后处理装置在发动机台架上经历几万个小时台架老化试验或整车车队几十万公里的道路老化试验，这需要耗费巨大的人力、物力和财力。后处理环保装置的老化主要是热老化(权重>90％)。从理论上讲，热老化速度是温度的函数。研究表明，SCR催化剂在500℃下发动机台架老化30,000小时才能完成相当于700,000公里的道路老化；但在高温下催化剂可被快速热老化。实验表明，850℃下老化100小时可等效于500℃下发动机台架老化30,000小时或整车道路老化700,000公里。但常规柴油发动机难以产生高于600℃的高温尾气用以加速催化剂的老化过程。由于柴油机难以产生600℃以上的高温排气用于后处理装置的加速老化，因此必须采取其他方法来产生高温环境。目前，工业界中最常用的方法主要有两种：(1)炉子老化：将催化剂放入马弗炉，把炉子腔体中气体加热到高温，如图1所示；(2)柴油机台架老化：在后处理装置上游安装DOC，并在DOC上游喷射柴油以产生热量，来提高排气温度。虽然炉子老化可提供快速老化所需的温度，但马弗炉不能模拟流经催化剂的真实柴油机尾气。另外，炉子老化过程无法对催化剂性能参数进行监测，极易造成过度老化。柴油发动机台架老化采用真实柴油机尾气，且可通过传感器实时监测老化过程催化剂的性能变化。虽然柴油机台架老化可使用DOC氧化柴油放热来提高下游后处理装置入口尾气温度，但DOC氧化燃料放热会导致老化温度难以控制。此外，DOC上涂覆的贵金属，如铂(Pt)、铑(Rh)、钯(Pd)等在高温下会迁移至下游的后处理装置上，导致催化剂不可逆的永久性中毒。因此，基于燃料DOC氧化加热的柴油机台架老化也不是理想的快速老化方法。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种柴油机后处理系统快速老化及性能评价试验台架装置，能够能提高测试柴油机后处理系统的尾气排气温度，独立的线性的控制NOx浓度，独立控制的宽范围排气流量。可以进行柴油机后处理系统的快速老化，以测试系统在全生命周期内的排放效果。本专利技术是通过以下技术方案来实现的，本专利技术包括变频主风机、主风管、喷油器、涡流板、混合燃烧段、火花塞组、稀释混合段、波纹管、排气分析仪、测试段、耐高温EGR阀、排气流量计、测试主管、旁通管、两通阀门、分控箱、稀释风机、第一进气流量计、第二进气流量计、稀释风管、火焰稳定器、稀释风腔、导流板、缩口，主风管的进气口与变频主风机的出气口相连接，主风管的出气口与涡流板相连接，稀释风管的进气口与稀释风机的出气口相连接，波纹管的两端分别与稀释混合段出气口、测试段进气口相连接，测试主管的进气口与测试段的出气口相连接，旁通管的进气口与波纹管相连接，第一进气流量计、喷油器依次布置在主风管上，第二进气流量计布置在稀释风管上，排气分析仪分别布置在测试段的前后两端的管路上，耐高温EGR阀、排气流量计依次布置在测试主管上，两通阀门布置在旁通管上，各电控器件均通过线束与分控箱相连接；混合燃烧段的进气端与涡流板相连接，混合燃烧段的出气端伸入稀释混合段内，缩口与混合燃烧段的出气口相连接，火花塞组布置在混合燃烧段的前部，火焰稳定器布置在混合燃烧段的后部，导流板的内边缘与混合燃烧段的尾部连接在一起，导流板的外边缘与稀释混合段的内壁面连接在一起，导流板上设置导流孔，混合燃烧段、导流板、稀释混合段所围成的腔体构成稀释风腔，稀释风管的出气口与稀释风腔相连接。进一步地，本专利技术还包括加压泵、导流器，加压泵与喷油器相连接，导流器布置在稀释混合段的尾部。更进一步地，在本专利技术中，主风管带有直角弯头，喷油器布置在主风管的直角弯头处，喷油器中心线与混合燃烧段中心线重合。更进一步地，在本专利技术中，导流板与缩口垂直，导流板上的导流孔为阵列分布。更进一步地，在本专利技术中，火花塞组共两组，每组四个火花塞呈90度分布，两组火花塞之间间隔100mm。综上所述，本专利技术提供的一种基于燃烧器的柴油机后处理系统性能测试试验台架装置，通过喷油段、混合段、燃烧段、火焰稳定器等进行喷油点火燃烧以产生所需排气，通过稀释混合器缩短稀释混合段的距离，使燃烧排气与稀释空气可以充分混合。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术设计合理，结构简单，能够模拟柴油机的尾气，精确控制尾气的浓度、温度、流量，可以进行柴油机后处理系统快速老化，达到对耐久型测试的要求。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；其中:1、变频主风机，2、主风管，3、加压泵，4、喷油器，5、涡流板，6、混合燃烧段，7、火花塞组，8、稀释混合段，9、导流器，10、波纹管，11、排气分析仪，12、测试段，13、耐高温EGR阀，14、排气流量计，15、测试主管，16、旁通管，17、两通阀门，18、分控箱，19、稀释风机，20、第一进气流量计，21、第二进气流量计，22、稀释风管，23、火焰稳定器，24、稀释风腔，25、导流板，26、缩口。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例以本专利技术技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例本专利技术的实施例如图1所示，本专利技术包括变频主风机1、主风管2、加压泵3、喷油器4、涡流板5、混合燃烧段6、火花塞组7、稀释混合段8、导流器9、波纹管10、排气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于燃烧器的柴油机后处理系统性能测试试验台架装置，包括变频主风机(1)、主风管(2)，主风管(2)的进气口与变频主风机(1)的出气口相连接，其特征在于，还包括喷油器(4)、涡流板(5)、混合燃烧段(6)、火花塞组(7)、稀释混合段(8)、波纹管(10)、排气分析仪(11)、测试段(12)、耐高温EGR阀(13)、排气流量计(14)、测试主管(15)、旁通管(16)、两通阀门(17)、分控箱(18)、稀释风机(19)、第一进气流量计(20)、第二进气流量计(21)、稀释风管(22)、火焰稳定器(23)、稀释风腔(24)、导流板(25)、缩口(26)，主风管(2)的出气口与涡流板(5)相连接，稀释风管(22)的进气口与稀释风机(19)的出气口相连接，波纹管(10)的两端分别与稀释混合段(8)出气口、测试段(12)进气口相连接，测试主管(15)的进气口与测试段(12)的出气口相连接，旁通管(16)的进气口与波纹管(10)相连接，第一进气流量计(20)、喷油器(4)依次布置在主风管(2)上，第二进气流量计(21)布置在稀释风管(22)上，排气分析仪(11)分别布置在测试段(12)的前后两端的管路上，耐高温EGR阀(13)、排气流量计(14)依次布置在测试主管(15)上，两通阀门(17)布置在旁通管(16)上，各电控器件均通过线束与分控箱(18)相连接；混合燃烧段(6)的进气端与涡流板(5)相连接，混合燃烧段(6)的出气端伸入稀释混合段(8)内，缩口(26)与混合燃烧段(6)的出气口相连接，火花塞组(7)布置在混合燃烧段(6)的前部，火焰稳定器(23)布置在混合燃烧段(6)的后部，导流板(25)的内边缘与混合燃烧段(6)的尾部连接在一起，导流板(25)的外边缘与稀释混合段(8)的内壁面连接在一起，导流板(25)上设置导流孔，混合燃烧段(6)、导流板(25)、稀释混合段(8)所围成的腔体构成稀释风腔(13)，稀释风管(22)的出气口与稀释风腔(13)相连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于燃烧器的柴油机后处理系统性能测试试验台架装置，包括变频主风机(1)、主风管(2)，主风管(2)的进气口与变频主风机(1)的出气口相连接，其特征在于，还包括喷油器(4)、涡流板(5)、混合燃烧段(6)、火花塞组(7)、稀释混合段(8)、波纹管(10)、排气分析仪(11)、测试段(12)、耐高温EGR阀(13)、排气流量计(14)、测试主管(15)、旁通管(16)、两通阀门(17)、分控箱(18)、稀释风机(19)、第一进气流量计(20)、第二进气流量计(21)、稀释风管(22)、火焰稳定器(23)、稀释风腔(24)、导流板(25)、缩口(26)，主风管(2)的出气口与涡流板(5)相连接，稀释风管(22)的进气口与稀释风机(19)的出气口相连接，波纹管(10)的两端分别与稀释混合段(8)出气口、测试段(12)进气口相连接，测试主管(15)的进气口与测试段(12)的出气口相连接，旁通管(16)的进气口与波纹管(10)相连接，第一进气流量计(20)、喷油器(4)依次布置在主风管(2)上，第二进气流量计(21)布置在稀释风管(22)上，排气分析仪(11)分别布置在测试段(12)的前后两端的管路上，耐高温EGR阀(13)、排气流量计(14)依次布置在测试主管(15)上，两通阀门(17)布置在旁通管(16)上，各电控器件均通过线束与分控箱(18)相连接；混合燃烧段(6)的进气端与涡...

【专利技术属性】
技术研发人员：李熙春，
申请(专利权)人：上海倍绿环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31