[发明专利]一种汽车尾气后处理催化单元背压测试装置和测试方法

说明书

本发明公开了一种汽车尾气后处理催化单元背压测试装置和测试方法。测试装置包括：催化单元和封装筒体；封装筒体前端和后端均连接相同结构的前端气流稳定筒体、前锥盖与后端气流稳定筒体、后锥盖；前、后背压采样点相对于封装筒体中心对称布置于前、后稳定筒体上；前、后稳定筒体的内径均与封装筒体相同、长度均是封装筒体长度的二分之一；前锥盖和后锥盖均由变径段和连接段构成。测试方法包括测试装置的安装，催化单元的背压测试。本发明装置及其测试方法在催化单元前端和后端特别加装一段筒体，该结构使催化单元的气流的前后流场具有较好的均匀性和稳定性，前后背压采样点均在稳定气流的直筒上，测试得到的背压值更接近真实值。

技术领域

本发明属于尾气处理催化技术领域，涉及一种汽车尾气后处理催化单元背压的测试装置和方法。

背景技术

近年来，随着社会经济的快速发展和我国道路交通的日益发达，各式各样的汽车加入了人们的日常生活。虽然汽车给人们带来了便利，但同时也给生态环境带来了污染，甚至会威胁到人类的生命；如，汽车尾气排放污染物主要包括CO、THC、NOx、颗粒物等。为限制汽车尾气对生态环境造成的污染，2016年的12月23日，中华人民共和国环境保护部发布公告，批准《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》。国六法规对发动机的气态污染物和固态污染物有严格的限制。为了满足国六排放要求，后处理技术路线设计了包括柴油氧化性催化剂(DOC)、柴油颗粒捕集器催化剂(DPF)、选择性催化剂(SCR)、选择性催化还原捕集器(SCRF)等来对发动机产生的尾气进行处理，而催化单元主要是由蜂窝陶瓷载体和催化涂层组成，后处理催化单元的背压是考察催化剂的一项重要指标。在国五标准期间对于催化单元的背压认识相对不足，为了满足更为严格的国六排放标准，对催化单元的背压进行控制可以更进一步的提升汽车尾气的排放标准，满足要求，甚至能长久维持后处理系统的稳定，防止背压增大进而增加油耗，延长发动机的使用寿命。

在国六开发过程中，整体的后处理系统背压需控制在一定范围内，而后处理系统整体背压由封装结构和催化单元两部分组成。但实际开发过程中，在评估后处理系统整体背压时，不能准确的辨别开催化单元和封装结构各自的背压，这对于问题排查造成较大的难度。

现有测试主要针对冷态背压的测试，不能测试热态或高温背压，且均未形成行业统一标准，测试结果不能真实反应载体/催化单元的背压情况。同时，现有测试在不同季节和天气情况下测试的结果也存在较大偏差。对于连接在发动机上的后处理系统背压测试，则需要的是在一定排气流量和一定温度下的背压数据，这样的要求对于在室温下测试的背压数据不能真实反应实际情况。

现有技术路线一，(1)采用压缩空气来模拟排气管路中的空气流速；(2)在管路中加装相关的电子流量计来控制管路中的空气流速；(3)将催化单元固定在一定直径大小的工装夹具上；(4)在固定催化单元的夹具前后分别加装压力传感器；(5)安装固定催化单元后，启动压缩空气，通过管路中的电子流量计开关来控制压缩空气的通入量；(6)待通入的空气量稳定后，读取催化单元前后的压力表数据，并采用前后压力数值差来计算催化单元的背压。

现有技术路线二，(1)将催化单元装配到与实际车辆设计相匹配的后处理封装结构中；(2)根据整车传感器需求在相关位置设计可安装压差传感器的位置；(3)将装配催化单元的后处理系统安装到台架发动机排气管路上，在相应的位置安装好压差传感器；(4)启动发动机，调整好测试排气流量和温度，待排气流量和温度稳定后，记录相关位置的传感器数据，通过传感器位置之前的压差数据来计算相关催化单元的背压值。

技术路线一的优点在于测试方法和设备简单，常温操作，危险系数小；劣势在于采用的是非标设备，测试结构受环境影响较大，测试结果可行度低，且不能测试高温下的催化单元背压。