三元催化剂的老化试验方法技术

一种三元催化剂的老化试验装置，用于对三元催化剂进行老化试验，老化试验装置包括发动机组件，发动机组件具有出气管，发动机组件产生的废气由出气管排出，老化试验装置还包括充气管路、排气管路、泄气管路及控制器，充气管路、排气管路及泄气管路均连接至发动机组件的出气管，排气管路上设有三元催化器、空燃比检测单元及温度检测单元，三元催化剂设于三元催化器中，泄气管路上设有泄气阀门，泄气阀门用于控制废气通过泄气管路的排泄流量，充气管路上设有气体补充装置和充气阀门，气体补充装置用于向排气管路中充入新鲜空气，充气阀门用于控制新鲜空气的充入流量，控制器与空燃比检测单元、温度检测单元、泄气阀门及充气阀门电连接。

【技术实现步骤摘要】
三元催化剂的老化试验装置及老化试验方法
本专利技术涉及发动机
，特别是涉及一种三元催化剂的老化试验装置及老化试验方法。
技术介绍
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，三元催化剂的研究也越来越受到人们的重视。现行的法规对三元催化剂的性能有着严格的要求，因此，在生产及开发时必须要对三元催化剂的性能进行分析，然而，若仅以新鲜催化剂满足排放要求为标准，就会导致以下情况：1、经过法规要求的耐久性里程后车辆无法满足法规规定的排放限值，造成三元催化剂不合格；2、经过法规要求的耐久性里程后车辆的排放值远远低于法规规定的排放限值，造成贵金属的浪费，继而增加成本；3、不同厂家的催化剂虽然在新鲜状态下性能相近，但是经过道路耐久性试验后，三元催化剂的性能会产生明显的差异。因此，在三元催化剂的生产及开发中，有必要对三元催化剂进行标准化的老化试验，以鉴定其抗老化的能力。在三元催化剂的老化试验中，为了得到三元催化剂的实际性能，需要模拟不同的尾气状态，在不同空燃比及不同催化剂温度下，对三元催化剂进行热冲击试验，加速其老化。而精确控制三元催化剂的温度是老化实验的关键，只有在温度控制稳定准确的情况下，对不同催化剂的老化效果进行横向对比衡量才有意义。在现有技术中，空燃比一般会通过调整发动机来控制，而三元催化剂温度的控制一般有以下几种：1、通过发动机闭环反馈来控制三元催化剂的温度，例如通过调节燃料喷射量进行废气温度的调节，但由于进气道的燃油附着层会对混合气空燃比变化起到延迟作用，这会导致温度控制很容易过高及过低；2、通过排气与换热器进行控制，此种方法会对温度的调控存在严重的滞后；3、通过温度反馈，对发动机进行控制，这会导致发动机运行不稳，同时燃烧状态的改变也可能对空燃比造成影响，继而使三元催化剂所处的环境发生难以把握的变化。上述的三种方法，在三元催化剂温度调控过程中，都很有可能会造成三元催化剂温度的过高或过低，而短时间的温度超调很有可能对三元催化剂造成严重的老化，因此在老化试验时如何稳定控制三元催化剂的温度是一个值得研究的课题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种三元催化剂的老化试验装置及老化试验方法，在对三元催化剂进行老化试验时，能够稳定准确地控制三元催化剂的温度，以利于不同催化剂在老化试验后对老化效果进行横向对比衡量。本专利技术提供一种三元催化剂的老化试验装置，用于对三元催化剂进行老化试验，所述老化试验装置包括发动机组件，所述发动机组件具有出气管，所述发动机组件产生的废气由所述出气管排出，所述老化试验装置还包括充气管路、排气管路、泄气管路及控制器，所述充气管路、排气管路及泄气管路均连接至所述发动机组件的出气管，所述排气管路上设有三元催化器、空燃比检测单元及温度检测单元，所述三元催化器内设有三元催化剂，所述空燃比检测单元用于检测废气的空燃比，所述温度检测单元用于检测三元催化剂的温度，所述泄气管路上设有泄气阀门，所述泄气阀门用于控制废气通过所述泄气管路的排泄流量，所述充气管路上设有气体补充装置和充气阀门，所述气体补充装置用于向所述排气管路中充入新鲜空气，所述充气阀门用于控制新鲜空气的充入流量，所述控制器与所述空燃比检测单元、温度检测单元、泄气阀门及充气阀门电连接，所述控制器能根据所述空燃比检测单元和所述温度检测单元的检测结果对所述泄气阀门和所述充气阀门的阀门开度进行控制。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用于向所述发动机供油，所述测功机用于测试所述发动机的功率。进一步地，所述空燃比检测单元包括位于所述三元催化器的废气入口端一侧的第一空燃比检测单元及位于所述三元催化器的废气出口端一侧的第二空燃比检测单元；所述温度检测单元设于所述三元催化器内，包括位于靠近所述三元催化器的废气入口端一侧的第一温度检测单元及靠近所述三元催化器的废气出口端一侧的第二温度检测单元。进一步地，所述泄气阀门为气动两通阀，所述充气阀门为电动两通阀，所述控制器为PID控制器。本专利技术还提供一种三元催化剂的老化试验方法，应用如权利要求1至4任一项所述的三元催化剂的老化试验装置，所述老化试验方法包括如下步骤：S101：通过预先试验，获得在不同的空燃比及不同的催化剂温度下，所述泄气阀门及所述充气阀门所对应的阀门开度的前馈数据集，并将所述前馈数据集预设在所述控制器中；S102：根据老化试验时所需的目标空燃比及目标催化剂温度，所述控制器依据所述前馈数据集确定所述泄气阀门及所述充气阀门所对应的各自目标阀门开度，并且所述控制器控制将所述泄气阀门及所述充气阀门分别调整至各自目标阀门开度；S103：通过所述空燃比检测单元检测废气的当前空燃比，若所述废气的当前空燃比偏离所述目标空燃比的范围，则所述控制器控制对所述充气阀门的阀门开度进行调整，使所述废气的当前空燃比调至位于所述目标空燃比的范围内；以及S104：通过所述温度检测单元检测所述三元催化剂的当前温度，若所述三元催化剂的当前温度偏离所述目标催化剂温度，则所述控制器控制对所述泄气阀门及所述充气阀门的阀门开度进行调整，使所述三元催化剂的当前温度维持在所述目标催化剂温度。进一步地，在步骤S101中，针对所述发动机组件在不同工况下进行实验，获得所述发动机组件在每种不同工况下，所述泄气阀门及所述充气阀门在不同的空燃比及不同的催化剂温度时所对应的各自目标阀门开度的前馈数据集。进一步地，在步骤S103中，当所述废气的当前空燃比小于所述目标空燃比时，所述控制器控制增大所述充气阀门的阀门开度。进一步地，在步骤S103中，当所述废气的当前空燃比大于所述目标空燃比时，所述控制器控制减小所述充气阀门的阀门开度。进一步地，在步骤S104中，当所述三元催化剂的当前温度小于所述目标催化剂温度时，所述控制器优先控制减小所述泄气阀门的阀门开度，若控制将所述泄气阀门的阀门开度减小至全关仍未将所述三元催化剂的当前温度调至所述目标催化剂温度时，则在满足所述废气的当前空燃比位于所述目标空燃比范围内的条件下，所述控制器再进一步控制对所述充气阀门的阀门开度进行调节。进一步地，在步骤S104中，当所述三元催化剂的当前温度大于所述目标催化剂温度时，所述控制器优先控制增大所述泄气阀门的阀门开度，若控制将所述泄气阀门的阀门开度增大至全开仍未将所述三元催化剂的当前温度调至所述目标催化剂温度时，则在满足所述废气的当前空燃比位于所述目标空燃比范围内的条件下，所述控制器再进一步控制对所述充气阀门的阀门开度进行调节。本专利技术的三元催化剂老化试验中，针对三元催化剂的温度控制，使用了前馈控制与反馈控制相结合，使三元催化剂的温度控制稳定、准确，解决了三元催化剂温度控制的滞后问题，避免三元催化剂温度瞬时过高导致的瞬时过度老化，利于不同催化剂的老化效果的横向对比衡量；三元催化剂的温度控制并不是通过改变发动机参数进行，使发动机按工况稳定运行，保证发动机的废气稳定。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三元催化剂的老化试验装置，用于对三元催化剂进行老化试验，所述老化试验装置包括发动机组件(10)，所述发动机组件(10)具有出气管(11)，所述发动机组件(10)产生的废气由所述出气管(11)排出，其特征在于：所述老化试验装置还包括充气管路(20)、排气管路(30)、泄气管路(40)及控制器(50)，所述充气管路(20)、排气管路(30)及泄气管路(40)均连接至所述发动机组件(10)的出气管(11)，所述排气管路(30)上设有三元催化器(31)、空燃比检测单元(32)及温度检测单元(33)，所述三元催化器(31)内设有三元催化剂，所述空燃比检测单元(32)用于检测废气的空燃比，所述温度检测单元(33)用于检测三元催化剂的温度，所述泄气管路(40)上设有泄气阀门(41)，所述泄气阀门(41)用于控制废气通过所述泄气管路(40)的排泄流量，所述充气管路(20)上设有气体补充装置(23)和充气阀门(21)，所述气体补充装置(23)用于向所述排气管路(30)中充入新鲜空气，所述充气阀门(21)用于控制新鲜空气的充入流量，所述控制器(50)与所述空燃比检测单元(32)、温度检测单元(33)、泄气阀门(41)及充气阀门(21)电连接，所述控制器(50)能根据所述空燃比检测单元(32)和所述温度检测单元(33)的检测结果对所述泄气阀门(41)和所述充气阀门(21)的阀门开度进行控制。...

【技术特征摘要】
1.一种三元催化剂的老化试验装置，用于对三元催化剂进行老化试验，所述老化试验装置包括发动机组件(10)，所述发动机组件(10)具有出气管(11)，所述发动机组件(10)产生的废气由所述出气管(11)排出，其特征在于：所述老化试验装置还包括充气管路(20)、排气管路(30)、泄气管路(40)及控制器(50)，所述充气管路(20)、排气管路(30)及泄气管路(40)均连接至所述发动机组件(10)的出气管(11)，所述排气管路(30)上设有三元催化器(31)、空燃比检测单元(32)及温度检测单元(33)，所述三元催化器(31)内设有三元催化剂，所述空燃比检测单元(32)用于检测废气的空燃比，所述温度检测单元(33)用于检测三元催化剂的温度，所述泄气管路(40)上设有泄气阀门(41)，所述泄气阀门(41)用于控制废气通过所述泄气管路(40)的排泄流量，所述充气管路(20)上设有气体补充装置(23)和充气阀门(21)，所述气体补充装置(23)用于向所述排气管路(30)中充入新鲜空气，所述充气阀门(21)用于控制新鲜空气的充入流量，所述控制器(50)与所述空燃比检测单元(32)、温度检测单元(33)、泄气阀门(41)及充气阀门(21)电连接，所述控制器(50)能根据所述空燃比检测单元(32)和所述温度检测单元(33)的检测结果对所述泄气阀门(41)和所述充气阀门(21)的阀门开度进行控制。2.如权利要求1所述的三元催化剂的老化试验装置，其特征在于：所述发动机组件(10)包括空气滤清器(13)、发动机(14)、电控燃油供给系统(15)及测功机(16)，所述空气滤清器(13)通过进气管(12)与所述发动机(14)相连，所述电控燃油供给系统(15)用于向所述发动机(14)供油，所述测功机(16)用于测试所述发动机(14)的功率。3.如权利要求1所述的三元催化剂的老化试验装置，其特征在于：所述空燃比检测单元(32)包括位于所述三元催化器(31)的废气入口端一侧的第一空燃比检测单元(321)及位于所述三元催化器(31)的废气出口端一侧的第二空燃比检测单元(322)；所述温度检测单元(33)设于所述三元催化器(31)内，包括位于靠近所述三元催化器(31)的废气入口端一侧的第一温度检测单元(331)及靠近所述三元催化器(31)的废气出口端一侧的第二温度检测单元(332)。4.如权利要求1所述的三元催化剂的老化试验装置，其特征在于：所述泄气阀门(41)为气动两通阀，所述充气阀门(21)为电动两通阀，所述控制器(50)为PID控制器。5.一种三元催化剂的老化试验方法，应用如权利要求1至4中任一项所述的三元催化剂的老化试验装置，其特征在于：所述老化试验方法包括如下步骤：S101：通过预先试验，获得在不同的空燃比及不同的催化剂温度下，所述泄气阀门(41...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘巨江，林思聪，李钰怀，骆洪燕，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44