一种基于燃烧器的GPF快速灰分积累老化试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于燃烧器的GPF快速灰分积累老化试验装置，包括提供机油和汽油的进油单元、压缩空气单元、协流空气单元、稀释空气单元、燃烧器单元以及GPF单元，其中，燃烧器单元包括燃烧器腔体、设于燃烧器腔体上的火花塞、设于燃烧器腔体入口端的燃烧盘和空气辅助雾化喷嘴，进油单元、压缩空气单元以及协流空气单元均通过管路连通至燃烧器腔体的入口端，燃烧器腔体后端设置混合腔，稀释空气单元连通至混合腔，混合腔后端通过排气管路连接所述GPF单元。本发明专利技术可实现GPF的快速灰分积累老化过程，降低企业的研发的时间成本，能够在保证混合燃油良好雾化燃烧的情况下，选取最大的机油‑汽油混合比例，大幅度提升机油消耗的速率，缩短试验时间。

A GPF based rapid ash accumulation aging test device based on burner

The present invention relates to a burner-based GPF rapid ash accumulation aging test device, which comprises an oil inlet unit, a compressed air unit, a co-flow air unit, a diluted air unit, a burner unit and a GPF unit, wherein the burner unit comprises a burner chamber and is arranged on the burner chamber. The spark plug, the burning disc located at the entrance of the burner cavity and the air-assisted atomizing nozzle are connected to the entrance of the burner cavity through the pipeline, and the fuel intake unit, the compressed air unit and the cocurrent air unit are connected to the entrance of the burner cavity. The tracheal road connects the GPF unit. The invention can realize the rapid ash accumulation and aging process of GPF, reduce the time cost of enterprise's research and development, and can select the greatest ratio of engine oil to gasoline under the condition of guaranteeing good atomization combustion of mixed fuel, thus greatly increasing the speed of engine oil consumption and shortening the test time.

【技术实现步骤摘要】
一种基于燃烧器的GPF快速灰分积累老化试验装置
本专利技术属于内燃机后处理
，具体涉及一种基于燃烧器的GPF快速灰分积累老化试验装置。
技术介绍
能源与环境是全人类面临的两大挑战，如何积极地应对这两大问题成为社会关注的焦点，世界上的各个国家都制定了严格的汽车排放和燃油经济性法规来引导汽油机向小型化、低排放、无污染方向发展。缸内直喷汽油机因为其较好的动力性，燃油经济性，驾驶性，排放等优点，越来越受到汽车制造商的青睐，然而由于GDI的燃油直接喷入气缸，由此引起的油气混合不均匀和燃油湿壁现象使颗粒物排放质量和数量显著增加。仅凭优化缸内燃烧已无法满足即将实施的国Ⅵ排放法规对颗粒物排放的要求，因此在汽油机上安装汽油机颗粒捕集器已成为必然的趋势。颗粒捕集器是一种安装在发动机排放系统中的过滤器，可在微粒排放物质进入大气之前将其捕捉。汽油机颗粒捕集器GPF(GasolineParticulateFilter)可减少汽油机颗粒物排放，随着国六排放法规的逐步实施，GPF已经成为其后处理系统的标准配置。其工作原理是废气以一定的流速通过多孔性的壁面，颗粒物分别经过扩散、拦截、重力和惯性四种方式被捕集过滤。颗粒物经过持续不断地微粒捕集沉积在载体中，其中，可氧化的颗粒物经过主动或被动地再生再次氧化燃烧，但是不能氧化的灰分依然会持续沉积在GPF上，提高了排气背压，降低了燃油经济性和颗粒物捕集效率。灰分的最主要来源就是机油添加剂中Zn、Ca和Mg的硫化物、磷化物和氧化物，少量来源于燃油和机械磨损，故要进行GPF老化试验时，需消耗一定质量的机油才能达到预期的灰分沉积。目前老化GPF的方法主要有：实车场地试验，发动机台架试验以及燃烧器试验，大部分文献采用的方式为前两种试验方式，均需较大的经济成本和时间成本，而燃烧器试验具有运行和维护成本低，试验较为简单可控，试验周期较短等优势，以较短时间快速简单地完成灰分的积累正是本装置专利技术的初衷。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题而提供一种基于燃烧器的GPF快速灰分积累老化试验装置。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种基于燃烧器的GPF快速灰分积累老化试验装置，包括提供机油和汽油的进油单元、压缩空气单元、协流空气单元、稀释空气单元、燃烧器单元以及GPF单元，其中，所述燃烧器单元包括燃烧器腔体、设于燃烧器腔体上的火花塞、设于燃烧器腔体入口端的燃烧盘和空气辅助雾化喷嘴，所述进油单元、压缩空气单元以及协流空气单元均通过管路连通至燃烧器腔体的入口端，所述燃烧器腔体后端设置混合腔，所述稀释空气单元连通至所述混合腔，所述混合腔后端通过排气管路连接所述GPF单元。进一步地，所述进油单元包括汽油进气组件和机油进气组件，所述汽油进气组件包括依次连接的汽油油箱、汽油滤清器、汽油低压油泵、汽油流量计和汽油喷油器，所述机油进气组件包括依次连接的机油油箱、机油滤清器、机油低压油泵、机油流量计和机油喷油器。进一步地，所述进油单元中机油和汽油的进料比例为1：5-10。进一步地，所述压缩空气单元包括空气压缩机，所述压缩空气单元设有两路进气管，其中一路进气管与所述进油单元的进料管汇合成混合气管路，该混合气管路连接至空气辅助雾化喷嘴，另一路进气管连接至空气辅助雾化喷嘴。进一步地，所述协流空气单元包括协流风机，并在协流空气管路上设置空气流量计和温度传感器。进一步地，所述排气管路上分别设置限压阀、氧气传感器和排气温度传感器。进一步地，所述GPF单元包括GPF腔体，所述GPF腔体的入口端设置电加热器。进一步地，所述稀释空气单元包括稀释风机。本专利技术使机油和汽油混合，并使机油保持较大比例，使用高压空气辅助喷嘴来提高机油、汽油混合物的雾化效果，使其在燃烧器中经过火花塞点燃后能够较好地燃烧，可快速将预期实际里程消耗的机油量加速燃烧完毕，将燃烧后的废气通过安装在排气管路中的待老化的GPF样品，通过电加热器和稀释风机控制GPF的入口温度和氧气含量，使沉积在GPF内的碳烟一直处于高温富氧环境中被动再生，使灰分不断沉积在GPF表面和内部，经过一段时间后，便可得到老化完毕的GPF样品。本专利技术可实现GPF的快速灰分积累老化过程，缩短GPF测试周期，降低企业的研发的时间成本。与现有装置相比，能够在保证混合燃油良好雾化燃烧的情况下，选取最大的机油-汽油混合比例，大幅度提升机油消耗的速率，缩短试验时间，通过控制空气补偿风机和GPF前的电加热器进行GPF入口处温度和氧浓度的控制，使GPF持续处于被动再生的过程中。附图说明图1为本专利技术装置的结构示意图；图2为本专利技术装置燃烧器的结构示意图；图中：1-汽油油箱、2-汽油滤清器、3-汽油低压油泵、4-汽油流量计、5-汽油喷油器、6-机油油箱、7-机油滤清器、8-机油低压油泵、9-机油流量计、10-机油喷油器、11-空气压缩机、12-协流风机、13-空气流量计、14-温度传感器、15-空气辅助雾化喷嘴、16-燃烧盘、17-火花塞、18-燃烧器腔体、19-稀释风机、20-限压阀、21-氧气传感器、22-排气温度传感器、23-GPF腔体、24-电加热器、25-混合腔、26-排气管路；27-协流空气管路；28-压缩空气管路；29-混合气管路。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1一种基于燃烧器的GPF快速灰分积累老化试验装置，如图1所示，包括提供机油和汽油的进油单元、压缩空气单元、协流空气单元、稀释空气单元、燃烧器单元以及GPF单元，其中，燃烧器单元包括燃烧器腔体18、设于燃烧器腔体18上的火花塞17、设于燃烧器腔体18入口端的燃烧盘16和空气辅助雾化喷嘴15，如图2所示，进油单元、压缩空气单元以及协流空气单元均通过管路连通至燃烧器腔体18的入口端，燃烧器腔体18后端设置混合腔25，稀释空气单元包括稀释风机19，连通至混合腔25，混合腔25后端通过排气管路26连接GPF单元。进油单元包括汽油进气组件和机油进气组件，汽油进气组件包括依次连接的汽油油箱1、汽油滤清器2、汽油低压油泵3、汽油流量计4和汽油喷油器5，机油进气组件包括依次连接的机油油箱6、机油滤清器7、机油低压油泵8、机油流量计9和机油喷油器10。进油单元中机油和汽油的进料比例为1：5。压缩空气单元包括空气压缩机11，压缩空气单元设有两路进气管，其中一路进气管与进油单元的进料管汇合成混合气管路29，该混合气管路29连接至空气辅助雾化喷嘴15，另一路压缩空气管路29连接至空气辅助雾化喷嘴15。协流空气单元包括协流风机12，并在协流空气管路27上设置空气流量计13和温度传感器14。排气管路26上分别设置限压阀20、氧气传感器21和排气温度传感器22，GPF单元包括GPF腔体23，GPF腔体的入口端设置电加热器24。工作时，机油和汽油以设定好的比例经过滤清器2、7，在低压油泵3、8的作用下，通过喷油器5、10喷入管路中，由空气压缩机提供的压缩空气带动进入空气辅助雾化喷嘴15中，同时压缩空气从另一路辅助混合气喷入燃烧器腔体18中，由协流风机12提供的协流空气也从燃烧盘16的气孔中喷入燃烧器，雾化好的汽油-机油喷雾被火花塞17点燃，与稀释风机19提供的稀释空气混合后排出燃烧器，废气经过稀释空气-废气混合腔25中，在这段和稀释空气混合，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于燃烧器的GPF快速灰分积累老化试验装置，其特征在于，包括提供机油和汽油的进油单元、压缩空气单元、协流空气单元、稀释空气单元、燃烧器单元以及GPF单元，其中，所述燃烧器单元包括燃烧器腔体(18)、设于燃烧器腔体(18)上的火花塞(17)、设于燃烧器腔体(18)入口端的燃烧盘(16)和空气辅助雾化喷嘴(15)，所述进油单元、压缩空气单元以及协流空气单元均通过管路连通至燃烧器腔体(18)的入口端，所述燃烧器腔体(18)后端设置混合腔(25)，所述稀释空气单元连通至所述混合腔(25)，所述混合腔(25)后端通过排气管路连接所述GPF单元。

【技术特征摘要】
1.一种基于燃烧器的GPF快速灰分积累老化试验装置，其特征在于，包括提供机油和汽油的进油单元、压缩空气单元、协流空气单元、稀释空气单元、燃烧器单元以及GPF单元，其中，所述燃烧器单元包括燃烧器腔体(18)、设于燃烧器腔体(18)上的火花塞(17)、设于燃烧器腔体(18)入口端的燃烧盘(16)和空气辅助雾化喷嘴(15)，所述进油单元、压缩空气单元以及协流空气单元均通过管路连通至燃烧器腔体(18)的入口端，所述燃烧器腔体(18)后端设置混合腔(25)，所述稀释空气单元连通至所述混合腔(25)，所述混合腔(25)后端通过排气管路连接所述GPF单元。2.根据权利要求1所述的一种基于燃烧器的GPF快速灰分积累老化试验装置，其特征在于，所述进油单元包括汽油进气组件和机油进气组件，所述汽油进气组件包括依次连接的汽油油箱(1)、汽油滤清器(2)、汽油低压油泵(3)、汽油流量计(4)和汽油喷油器(5)，所述机油进气组件包括依次连接的机油油箱(6)、机油滤清器(7)、机油低压油泵(8)、机油流量计(9)和机油喷油器(10)。3.根据权利要求1所述的一种基于燃烧器的GPF快速灰分积累老化试验装置，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓俊，王震远，李理光，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31