發(fā)動機的scr尾氣處理系統(tǒng)的尿素結(jié)晶檢試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種發(fā)動機的SCR尾氣處理系統(tǒng)的尿素結(jié)晶檢試方法，包括：第一步驟：在一個測試周期內(nèi)，使得所述發(fā)動機依次連續(xù)地以多種預定測試工況工作；第二步驟：在所述測試周期結(jié)束后，測算所述SCR尾氣處理系統(tǒng)的霧化器（7）上的尿素結(jié)晶物在該霧化器（7）的橫截面上所堆積的面積與該霧化器（7）的橫截面面積的比，從而獲得堵塞面積比。還可包括第三步驟：重復進行第一步驟和第二步驟，以獲得所述霧化器（7）在多個測試周期內(nèi)的各個堵塞面積比。若任一個所述測試周期內(nèi)的所述堵塞面積比大于所述堵塞面積比預設標準值E，則所述SCR尾氣處理系統(tǒng)不符合要求，需要對SCR尾氣處理系統(tǒng)的安裝結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化調(diào)整。
【專利說明】發(fā)動機的SCR尾氣處理系統(tǒng)的尿素結(jié)晶檢試方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機的SCR尾氣處理系統(tǒng)，具體地，涉及一種發(fā)動機的SCR尾氣處理系統(tǒng)的尿素結(jié)晶檢試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖1所示，當發(fā)動機(尤其是柴油發(fā)動機)的SCR尾氣處理系統(tǒng)應用到整車上時，發(fā)動機的尾氣通過發(fā)動機排氣口 I和排氣管2并經(jīng)由設有尿素噴嘴4和霧化器7的排氣處理裝置前管段排放到排氣處理裝置5內(nèi)，進行催化還原反應。其中，在排氣處理裝置5的前管段上，尿素溶液噴嘴4噴出根據(jù)發(fā)動機電控單兀給出的尿素溶液噴射量，噴出的尿素溶液噴射到尿素溶液噴嘴4前方設置的格柵形狀的霧化器7 (見圖2)上，從而使尿素溶液被霧化。其中，霧化狀的尿素溶液與尾氣混合并進入排氣處理裝置5內(nèi)，在排氣處理裝置5中的高溫下，尿素溶液氣化產(chǎn)生氨氣并在催化器中與尾氣中的氮氧化物進行充分的選擇性催化還原反應，轉(zhuǎn)化成無害的氮氣和水由排氣處理裝置后管段排出，從而達到降低尾氣排放的目的。
[0003]但由于尿素溶液自身所特有的化學特性，其在不同工作溫度下生成的產(chǎn)物不同，從而造成由于車輛發(fā)動機使用工況的不同而會在在排氣處理裝置5的前管段上生成不同的產(chǎn)物，形成流體或結(jié)晶體，結(jié)晶體在尾氣的吹動下通常都堵塞到霧化器7的網(wǎng)眼上，從而影響霧化尿素溶液、尾氣及其混合氣體的通過性。通常而言，若堵塞面積占霧化器7的橫截面比超過一定值(例如40%)以上則會極大地影響SCR系統(tǒng)的功能。若這種流體或結(jié)晶體的生成量較多，則會影響尿素溶液的霧化和尾氣的通過性，進而造成SCR尾氣處理系統(tǒng)背壓增大，加大發(fā)動機功率損失，并且在很大程度上會影響尿素溶液的霧化質(zhì)量，直接導致尾氣反應不完全，造成排放超標，從而不能滿足排放要求?，F(xiàn)有技術(shù)中，在系統(tǒng)開發(fā)的過程中尚未有完善的檢驗尿素結(jié)晶是否合格的方法，因此在開發(fā)過程中也就不能提前驗證車輛所匹配的發(fā)動機SCR系統(tǒng)是否滿足要求，從而增大了市場出現(xiàn)結(jié)晶問題導致后處理系統(tǒng)不能正常工作問題的風險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)動機的SCR尾氣處理系統(tǒng)的尿素結(jié)晶檢試方法，以檢測霧化器的堵塞面積比，以做參考指標供判定SCR尾氣處理系統(tǒng)的適用性并進行相應系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種發(fā)動機的SCR尾氣處理系統(tǒng)的尿素結(jié)晶檢試方法，該檢試方法包括第一步驟:在一個測試周期內(nèi)，使得發(fā)動機依次連續(xù)地以多種預定測試工況工作；第二步驟:在測試周期結(jié)束后，測算SCR尾氣處理系統(tǒng)的霧化器上的尿素結(jié)晶物在該霧化器的橫截面上所堆積的面積與該霧化器的橫截面面積的比，從而獲得堵塞面積比。
[0006]優(yōu)選地，發(fā)動機的每個預定測試工況下的工作參數(shù)變量至少包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速R和排氣溫度C。
[0007]優(yōu)選地，在一個測試周期內(nèi)，發(fā)動機的多種預定測試工況不少于10種，并且該多種預定測試工況中的發(fā)動機轉(zhuǎn)速R和排氣溫度C的數(shù)值范圍或數(shù)值分別不少于3種。
[0008]優(yōu)選地，通過增減發(fā)動機的驅(qū)動負載以控制發(fā)動機的排氣溫度C，并通過溫度傳感器進行檢測，通過調(diào)節(jié)發(fā)動機的燃油噴射量以控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速R。
[0009]優(yōu)選地，該檢試方法還可包括第三步驟:重復進行第一步驟和第二步驟，以獲得霧化器在多個測試周期內(nèi)的各個堵塞面積比。 [0010]優(yōu)選地，每個測試周期的總測試時間相同，在任意兩個測試周期內(nèi)，對應的預定測試工況的測試順序相同并且對應的預定測試工況下的持續(xù)測試時間相同。
[0011]優(yōu)選地，重復進行第一步驟和第二步驟的次數(shù)不小于7次，并且每個測試周期的時間為300±10分鐘。
[0012]優(yōu)選地，上述檢試方法還可包括第四步驟:將各個測試周期內(nèi)獲得的霧化器的堵塞面積比與堵塞面積比預設標準值E相比較，若各個堵塞面積比均小于或等于堵塞面積比預設標準值E，則判定SCR尾氣處理系統(tǒng)符合要求，若任一個測試周期內(nèi)的堵塞面積比大于堵塞面積比預設標準值E，則SCR尾氣處理系統(tǒng)不符合要求。
[0013]優(yōu)選地，該檢試方法還可包括:當在第四步驟中判定SCR尾氣處理系統(tǒng)不符合要求時，通過如下技術(shù)措施中的任一種或多種的組合以增加尿素溶液的霧化效果，即調(diào)節(jié)SCR尾氣處理系統(tǒng)中的尿素噴嘴朝向霧化器的噴射角度、更換具有不同網(wǎng)格密度的霧化器和調(diào)節(jié)尿素溶液噴嘴與霧化器之間的間距。
[0014]優(yōu)選地，該檢試方法還包括:當在第四步驟中判定SCR尾氣處理系統(tǒng)不符合要求時，通過調(diào)節(jié)SCR尾氣處理系統(tǒng)中的尿素溶液噴嘴與排氣處理裝置之間的間距和/或調(diào)節(jié)霧化器與排氣處理裝置之間的間距，以增強排氣管中的廢氣與霧化的尿素溶液之間的混合效果。
[0015]通過上述技術(shù)方案，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)動機的SCR尾氣處理系統(tǒng)的尿素結(jié)晶檢試方法可通過將發(fā)動機在一個或多個測試周期內(nèi)的多種預定測試工況下進行測試，從而確定出該在一個或多個測試周期下的霧化器的堵塞面積比，以作參考指標可供判定SCR尾氣處理系統(tǒng)的適用性判斷，從而進行相應系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整。
[0016]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0018]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一種【具體實施方式】的尿素結(jié)晶試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為圖1中的尿素結(jié)晶試驗裝置內(nèi)的霧化器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖標記說明
[0021]I 發(fā)動機排氣口2 排氣管
[0022]3 固定螺栓4 尿素噴嘴
[0023]5 排氣處理裝置6 溫度傳感器
[0024]7 霧化器【具體實施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0026]在本發(fā)明中，在未作相反說明的情況下，使用的方位詞如“左、右、前、后”通常是針對附圖所示的方向而言的，尤其是針對發(fā)動機的SCR尾氣處理系統(tǒng)內(nèi)的尾氣流動方向而言的，即尾氣從“前”流往“后”，由“左”流往“右”。
[0027]結(jié)合圖1，本發(fā)明在此提供了一種發(fā)動機的SCR尾氣處理系統(tǒng)的尿素結(jié)晶檢試方法，該檢試方法包括:第一步驟:在一個測試周期內(nèi)，使得發(fā)動機依次連續(xù)地以多種預定測試工況工作；第二步驟:在測試周期結(jié)束后，測算SCR尾氣處理系統(tǒng)的霧化器7上的尿素結(jié)晶物在該霧化器7的橫截面上所堆積的面積與該霧化器7的橫截面面積的比，從而獲得堵塞面積比。作為總的構(gòu)思，本發(fā)明通過將發(fā)動機在試驗臺架上或者在安裝于車輛上時依次連續(xù)地以多種預定測試工況工作，從而進行一個測試周期的試驗，而后測算霧化器7的堵塞面積比，即尿素結(jié)晶物體在該霧化器7的橫截面上所堆積的面積與該霧化器7的橫截面面積的比值。這種尿素結(jié)晶若堵塞過度，則大大影響尾氣的通過性和霧化狀尿素液體的通過性。該霧化器7的堵塞面積比可用作參考指標以供判定SCR尾氣處理系統(tǒng)的適用性并進行相應系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，以下將詳述。參見圖1，在試驗操作中，在試驗前安裝全新的霧化器7，而在一個試驗周期的試驗后，可將排氣處理裝置5連同霧化器7從排氣管2中拆卸下來，即卸除二者之間的固定螺栓3，再小心拆卸霧化器7安裝位置處的卡環(huán)等固定件，小心取下霧化器7以計算堵塞面積比。參見圖2的霧化器7的橫截面示意圖，該堵塞面積比也可通過計算被堵塞的霧化器孔眼與總孔眼之比來進行簡單換算。而試驗過程中的各種參數(shù)，例如一個測試周期的總測試時間、一個或若干個測試周期和發(fā)動機的預定測試工況等，根據(jù)各種發(fā)動機或者說車輛的帶載、性能等按需要設定。
[0028]其中，發(fā)動機的每個預定測試工況下的工作參數(shù)變量至少包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速R和排氣溫度C，以代表發(fā)動機的全周期工況。即:可通過增減發(fā)動機的驅(qū)動負載以控制發(fā)動機的排氣溫度C，并通過溫度傳感器6進行檢測。并且可通過調(diào)節(jié)發(fā)動機的燃油噴射量以控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速R，這種條件可通過發(fā)動機控制軟件設定并自動控制完成或油門踏板控制完成。轉(zhuǎn)速和負載兩個基本參數(shù)能夠比較全面地反映發(fā)動機在全生命周期內(nèi)的使用狀況，具有代表性。具體地，為盡可能地反映出發(fā)動機在全生命周期內(nèi)的使用狀況，在考慮試驗的可操作性和方便性的基礎上，預定測試工況應盡可能從大的數(shù)量和分布寬度上采樣。因而，在一個測試周期內(nèi)，發(fā)動機的多種預定測試工況應不少于10種，并且該多種預定測試工況中的發(fā)動機轉(zhuǎn)速R和排氣溫度C的數(shù)值范圍或數(shù)值分別不少于3種。
[0029]上述的檢試方法中以一個測試周期來代表性地反映發(fā)動機在全生命周期中的使用狀況，從而判斷發(fā)動機正常工作時的SCR尾氣處理系統(tǒng)的適用性。但從數(shù)理統(tǒng)計而言，在試驗條件允許的情況下，應盡可能的進行多個測試周期，以免造成偶然性誤差產(chǎn)生。因此，本發(fā)明的檢試方法還可包括第三步驟:重復進行第一步驟和第二步驟，以獲得霧化器7在多個測試周期內(nèi)的各個堵塞面積比。這種重復過程可以是完整地重復，例如每個測試周期的總測試時間相同，在任意兩個測試周期內(nèi)，對應的預定測試工況的測試順序相同并且對應的預定測試工況下的持續(xù)測試時間相同。當然也可以打亂預定測試工況的測試順序。這通常可通過對發(fā)動機在全生命周期內(nèi)處于各個工況的次數(shù)和順序的統(tǒng)計分析，為選定的預定測試工況排布較為合適的測試順序。本發(fā)明中，重復進行第一步驟和第二步驟的次數(shù)優(yōu)選為不小于7次，并且每個測試周期的時間為300± 10分鐘，以符合測試條件并最優(yōu)地滿足取樣統(tǒng)計上的合理性，足以排除偶然性因素影響。
[0030]在根據(jù)上述步驟獲得發(fā)動機在代表性工況下的霧化器7的堵塞面積比后，可用作參考指標可供判定SCR尾氣處理系統(tǒng)的適用性判斷。因而，根據(jù)本發(fā)明的檢試方法還可包括第四步驟:將各個測試周期內(nèi)獲得的霧化器7的堵塞面積比與堵塞面積比預設標準值E相比較，若各個堵塞面積比均小于或等于堵塞面積比預設標準值E，則判定SCR尾氣處理系統(tǒng)符合要求，若任一個測試周期內(nèi)的堵塞面積比大于堵塞面積比預設標準值E，則SCR尾氣處理系統(tǒng)不符合要求。此處的“各個”也包括一個的情況，即只進行一個測試周期而獲得一個測試周期下的堵塞面積比時，則僅將該測試周期下的堵塞面積比與堵塞面積比預設標準值E相比較即可。
[0031]在本實施方式中，可根據(jù)上述的試驗結(jié)果和判定原則、方法，可有針對性地優(yōu)化調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低霧化器7的堵塞面積比，從而使SCR尾氣處理系統(tǒng)在整個工作壽命內(nèi)均能滿足排放要求。為實現(xiàn)此目的，可進行多種的優(yōu)化調(diào)整系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。例如，當在第四步驟中判定SCR尾氣處理系統(tǒng)不符合要求時，可通過如下技術(shù)措施中的任一種或多種的組合以增加尿素溶液的霧化效果，即:適當?shù)卣{(diào)節(jié)尿素噴嘴4朝向霧化器7的噴射角度、更換具有不同網(wǎng)格密度的霧化器7和調(diào)節(jié)尿素溶液噴嘴4與霧化器7之間的間距?；蛘撸赏ㄟ^調(diào)節(jié)尿素溶液噴嘴4與排氣處理裝置5之間的間距和/或調(diào)節(jié)霧化器7與排氣處理裝置5之間的間距，以增強排氣管2中的廢氣與霧化的尿素溶液之間的混合效果，可達到降低反應結(jié)晶的目的。
[0032]以下優(yōu)選實施方式僅作示例，闡述了根據(jù)本發(fā)明的一種發(fā)動機的SCR尾氣處理系統(tǒng)的尿素結(jié)晶檢試方法。
[0033]其中，預定測試工況選取17種，各工況對應的發(fā)動機轉(zhuǎn)速R、排氣溫度C見下表1，持續(xù)時間見下表2?！?br> [0034]表1
【權(quán)利要求】
1.發(fā)動機的SCR尾氣處理系統(tǒng)的尿素結(jié)晶檢試方法，其特征在于，該檢試方法包括: 第一步驟:在一個測試周期內(nèi)，使得所述發(fā)動機依次連續(xù)地以多種預定測試工況工作； 第二步驟:在所述測試周期結(jié)束后，測算所述SCR尾氣處理系統(tǒng)的霧化器(7)上的尿素結(jié)晶物在該霧化器(7)的橫截面上所堆積的面積與該霧化器(7)的橫截面面積的比，從而獲得堵塞面積比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機的SCR尾氣處理系統(tǒng)的尿素結(jié)晶檢試方法，其中，所述發(fā)動機的每個預定測試工況下的工作參數(shù)變量至少包括發(fā)動機轉(zhuǎn)速R和排氣溫度C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)動機的SCR尾氣處理系統(tǒng)的尿素結(jié)晶檢試方法，其中，在所述一個測試周期內(nèi)，所述發(fā)動機的多種預定測試工況不少于10種，并且該多種預定測試工況中的發(fā)動機轉(zhuǎn)速R和排氣溫度C的數(shù)值范圍或數(shù)值分別不少于3種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)動機的SCR尾氣處理系統(tǒng)的尿素結(jié)晶檢試方法，其中，通過增減所述發(fā)動機的驅(qū)動負載以控制所述發(fā)動機的排氣溫度C，并通過溫度傳感器(6)進行檢測，通過調(diào)節(jié)發(fā)動機的燃油噴射量以控制所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速R。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動機的SCR尾氣處理系統(tǒng)的尿素結(jié)晶檢試方法，其中，該檢試方法還包括第三步驟:重復進行第一步驟和第二步驟，以獲得所述霧化器(7)在多個測試周期內(nèi)的各個堵塞面積比。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動機的SCR尾氣處理系統(tǒng)的尿素結(jié)晶檢試方法，其中，每個測試周期的總測試時間相同，在任意兩個測試周期內(nèi)，對應的預定測試工況的測試順序相同并且對應的預定測試工況下的持續(xù)測試時間相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)動機的SCR尾氣處理系統(tǒng)的尿素結(jié)晶檢試方法，其中，重復進行所述第一步驟和第二步驟的次數(shù)不小于7次，并且每個測試周期的時間為300± 10分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項所述的發(fā)動機的SCR尾氣處理系統(tǒng)的尿素結(jié)晶檢試方法，其中，該檢試方法還包括第四步驟:將各個測試周期內(nèi)獲得的所述霧化器(7)的堵塞面積比與堵塞面積比預設標準值E相比較，若各個所述堵塞面積比均小于或等于所述堵塞面積比預設標準值E，則判定所述SCR尾氣處理系統(tǒng)符合要求，若任一個所述測試周期內(nèi)的所述堵塞面積比大于所述堵塞面積比預設標準值E，則所述SCR尾氣處理系統(tǒng)不符合要求。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)動機的SCR尾氣處理系統(tǒng)的尿素結(jié)晶檢試方法，其中，該檢試方法還包括:當在所述第四步驟中判定所述SCR尾氣處理系統(tǒng)不符合要求時，通過如下技術(shù)措施中的任一種或多種的組合以增加尿素溶液的霧化效果，即調(diào)節(jié)所述SCR尾氣處理系統(tǒng)中的尿素噴嘴(4)朝向所述霧化器(7)的噴射角度、更換具有不同網(wǎng)格密度的霧化器(7)和調(diào)節(jié)所述尿素溶液噴嘴(4)與所述霧化器(7)之間的間距。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)動機的SCR尾氣處理系統(tǒng)的尿素結(jié)晶檢試方法，其中，該檢試方法還包括:當在所述第四步驟中判定所述SCR尾氣處理系統(tǒng)不符合要求時，通過調(diào)節(jié)所述SCR尾氣處理系統(tǒng)中的尿素溶液噴嘴(4)與排氣處理裝置(5)之間的間距和/或調(diào)節(jié)所述霧化器(7)與所述排氣處理裝置(5)之間的間距，以增強排氣管(2)中的廢氣與霧化的尿素溶液之間的混合效果。
【文檔編號】F01N11/00GK103573358SQ201210272278
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月1日
【發(fā)明者】李坤, 何翠蓮, 宋晶晶, 李國紅, 張文明 申請人:北汽福田汽車股份有限公司