本發(fā)明屬于發(fā)動機排放控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種柴油機SCR噴射系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制精度的測試裝置及其方法。
背景技術(shù)：
選擇性催化還原(SCR)技術(shù)是柴油機降低氮氧化物(NOx)排放的技術(shù)之一，SCR噴射系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)控制精度直接影響發(fā)動機排放標(biāo)定的準(zhǔn)確性，通常SCR噴射系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度越高，對于發(fā)動機的排放標(biāo)定越有利。為了滿足越來越嚴(yán)格的排放法規(guī)，SCR噴射系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度一般工程要求控制在±5％以內(nèi)，但是長期以來，因尿素噴射后會均勻霧化導(dǎo)致收集困難，對于SCR噴射系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度評價非常困難，而噴霧情況直接影響廢氣污染物的轉(zhuǎn)化效率以及尿素結(jié)晶。因此本領(lǐng)域急需一種能夠有效評價SCR噴射系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)控制精度的測試系統(tǒng)及方法。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
本發(fā)明提供了一種SCR噴射系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制精度的測試裝置，所述測試裝置包括：具有尿素泵、噴嘴、尿素噴射控制單元的噴射系統(tǒng)；與噴射系統(tǒng)連接的用于采集噴射系統(tǒng)數(shù)據(jù)以及傳輸噴射指令至噴射系統(tǒng)的測試系統(tǒng)，所述測試系統(tǒng)具有計算機、與計算機和尿素噴射控制單元分別連接的信號處理器、與信號處理器連接的稱重器；其中，所述信號處理器用于接收并處理所述稱重器的稱重數(shù)值和所述尿素噴射控制單元的控制參數(shù)，并將噴射指令發(fā)送至所述尿素噴射控制單元；其中，所述稱重器用于稱量所述尿素泵吸取尿素的量以便獲得稱重數(shù)值，所述計算機根據(jù)所述稱重數(shù)值以及預(yù)設(shè)值的偏差，分析計算SCR噴射系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制精度是否滿足需求。
其中，所述計算機輸出測試循環(huán)信號至所述尿素噴射控制單元，所述尿素噴射控制單元驅(qū)動所述尿素泵，所述稱重數(shù)值為每次所述測試循環(huán)信號下的尿素消耗量。
其中，所述測試循環(huán)至少為兩次，所述計算機根據(jù)每次測試循環(huán)的所述稱重數(shù)值的平均值與所述預(yù)設(shè)值進行比較，以便確定穩(wěn)態(tài)控制精度。
其中，所述測試循環(huán)信號包括噴射時間以及設(shè)定尿素噴射量，所述預(yù)設(shè)值為所述設(shè)定尿素噴射量。
進一步的，所述噴射系統(tǒng)還具有與所述尿素泵連接的尿素箱或尿素罐。
其中，所述稱重數(shù)值為所述尿素箱或尿素罐每次測試時的減重量。
此外，本發(fā)明還提供一種采用如上所述的測試裝置進行SCR噴射系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制精度測試的方法，包括：
測試系統(tǒng)輸出測試循環(huán)信號至噴射系統(tǒng)；
噴射系統(tǒng)根據(jù)所述測試循環(huán)信號進行尿素噴射；
檢測每次所述測試循環(huán)信號下的尿素消耗量，并將所述尿素消耗量作為稱重數(shù)值；
根據(jù)所述稱重數(shù)值與預(yù)設(shè)值的偏差，分析計算SCR噴射系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制精度是否滿足需求。
其中，在SCR噴射系統(tǒng)工作穩(wěn)定之后進行所述測試。
其中，所述SCR噴射系統(tǒng)工作穩(wěn)定包括尿素泵以及噴射系統(tǒng)的連接管路中充滿尿素。
其中，在所述SCR噴射系統(tǒng)工作穩(wěn)定時獲得的所述稱重器的數(shù)值作為初始值，所述稱重數(shù)值為所述初始值與所述稱重器在下一測試循環(huán)結(jié)束時的數(shù)值的差值。
本發(fā)明的SCR噴射系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制精度的測試裝置及其方法具有如下優(yōu)點：
(1)本發(fā)明的測試裝置及方法，利用計算機、稱重器、信號處理器、尿素噴射控制單元搭建成穩(wěn)態(tài)精度測試系統(tǒng)，可以精確計量SCR尿素噴射系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)測試精度，可作為評價SCR尿素噴射系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制精度的主要依據(jù)。
(2)本發(fā)明的測試裝置及方法，通過多次測量的方法提高了測試結(jié)果的有效性，避免了單次測量容易偏差過大的情況。
(3)本發(fā)明的測試裝置及方法，通過信號處理器對稱重器的結(jié)果進行信號轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理并傳至計算機中進行精度計算，通過在計算機中設(shè)定測試循環(huán)，將噴射量指令傳至尿素噴射控制單元DCU，驅(qū)動噴射系統(tǒng)工作，實現(xiàn)了從測試到數(shù)據(jù)計算的自動化。
(4)本發(fā)明的測試裝置及方法，提出了對SCR噴射系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度進行精確量化測試的新方法和新裝置，對SCR噴射系統(tǒng)的應(yīng)用及評價有著非常重要的意義，在SCR噴射系統(tǒng)的開發(fā)中通過穩(wěn)態(tài)精度的評價測試，可以有效指導(dǎo)柴油機排放開發(fā)中尿素噴射量的標(biāo)定。
附圖說明
通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：
圖1示出了本發(fā)明實施方式的SCR噴射系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制精度的測試裝置。
具體實施方式
下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實施方式。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的示例性實施方式，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實現(xiàn)本發(fā)明而不應(yīng)被這里闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了能夠更透徹地理解本發(fā)明，并且能夠?qū)⒈景l(fā)明的范圍完整的傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，本發(fā)明一方面提供一種如圖1所示的SCR噴射系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制精度的測試裝置，其包括：具有尿素泵、噴嘴、尿素噴射控制單元(即DCU)的噴射系統(tǒng)；與噴射系統(tǒng)連接的用于采集噴射系統(tǒng)數(shù)據(jù)以及傳輸噴射指令至噴射系統(tǒng)的測試系統(tǒng)，具有計算機、與計算機和尿素噴射控制單元分別連接的信號處理器、與信號處理器連接的稱重器；其中，信號處理器用于接收并處理稱重器的稱重數(shù)值和尿素噴射控制單元的控制參數(shù)，并將噴射指令發(fā)送至尿素噴射控制單元；其中，稱重器用于稱量尿素泵吸取尿素的量以便獲得稱重數(shù)值，計算機根據(jù)稱重數(shù)值以及預(yù)設(shè)值的偏差，分析計算SCR噴射系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制精度是否滿足需求。
具體的，本發(fā)明的測試裝置包括計算機、信號處理器、稱重器、尿素噴射控制單元、尿素泵、噴嘴、尿素箱和連接管路。其中，由尿素泵、噴嘴、尿素噴射控制單元組成噴射系統(tǒng)，計算機、與計算機連接的信號處理器、稱重器構(gòu)成測試系統(tǒng)，測試系統(tǒng)與噴射系統(tǒng)相連接，測試系統(tǒng)用于采集噴射系統(tǒng)數(shù)據(jù)以及傳輸噴射指令至噴射系統(tǒng)。
其中，本發(fā)明的稱重器可以為電子稱或者電子天平，用于稱量尿素泵吸取尿素的量。信號處理器接收稱重器的稱重數(shù)值以及尿素噴射控制單元相關(guān)控制參數(shù)，經(jīng)過信號處理傳輸給計算機。計算機輸出測試循環(huán)信號至尿素噴射控制單元，并由尿素噴射控制單元驅(qū)動尿素噴射系統(tǒng)執(zhí)行噴射動作，并通過稱重器稱量尿素泵吸取尿素的量，計算機記錄稱重器的數(shù)據(jù)變化并存儲，通過預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)映射計算出進行測試的SCR噴射系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制精度是否滿足需求，完成測試循環(huán)。其中，稱重數(shù)值采用每次測試循環(huán)信號下的尿素消耗量。
其中，為了降低測量誤差以及設(shè)備誤差對測試結(jié)果的影響，可以進行多次測量，即測試循環(huán)至少為兩次，本實施例采用三次測試結(jié)果取平均值作為噴射系統(tǒng)在該測量點的穩(wěn)態(tài)噴射精度。即計算機根據(jù)測試循環(huán)的稱重數(shù)值的平均值與預(yù)設(shè)值進行比較確定穩(wěn)態(tài)控制精度。測試循環(huán)信號通常包括噴射時間以及設(shè)定尿素噴射量，而上述的預(yù)設(shè)值為設(shè)定尿素噴射量。
為了向尿素泵提供尿素，本發(fā)明的測試裝置還包括一尿素箱或尿素罐作為尿素源，相應(yīng)的，稱重數(shù)值為尿素箱或尿素罐每次測試時的減重量。本發(fā)明除了提供上述的測試裝置之外，還提供一種采用上述的測試裝置進行SCR噴射系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制精度測試的方法，該方法包括如下步驟：
測試系統(tǒng)輸出測試循環(huán)信號至噴射系統(tǒng)；
噴射系統(tǒng)根據(jù)所述測試循環(huán)信號進行尿素噴射；
檢測每次所述測試循環(huán)信號下的尿素消耗量，并將所述尿素消耗量作為稱重數(shù)值；
根據(jù)所述稱重數(shù)值與預(yù)設(shè)值的偏差，分析計算SCR噴射系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制精度是否滿足需求。下面，對采用本發(fā)明的測試方法進行SCR噴射系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制精度測試的過程進行描述。
測試前，首先將噴射系統(tǒng)(尿素泵、噴嘴)固定在試驗臺上(根據(jù)實際應(yīng)用場合可以固定在其他部件上，如發(fā)動機排氣系統(tǒng))，將測試系統(tǒng)與噴射系統(tǒng)連接，啟動測試裝置，待噴射系統(tǒng)工作穩(wěn)定時控制尿素泵停止噴射，使得整套系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，即尿素泵以及管路中充滿尿素，此時稱重器(可采用電子天平或電子秤)的數(shù)值作為初始值，所述稱重數(shù)值為所述初始值與所述稱重器在下一測試循環(huán)結(jié)束時的數(shù)值的差值。按照測試要求設(shè)定尿素噴射量和噴射時間，計算機發(fā)送噴射數(shù)據(jù)給尿素噴射控制單元，進而驅(qū)動尿素泵通過噴嘴噴射尿素，記錄每次尿素噴射量下的尿素消耗量，每個測量點重復(fù)三次。每個尿素噴射量三次測量的結(jié)果偏差用以衡量系統(tǒng)的穩(wěn)定性，取其中兩次偏差在a％范圍內(nèi)的測量結(jié)果取平均值作為噴射系統(tǒng)在該測量點的穩(wěn)態(tài)噴射精度。
通過信號處理器對稱重器的稱重數(shù)值進行信號轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理并傳至計算機中進行精度計算，通過在計算機中設(shè)定測試循環(huán)，將噴射指令傳至尿素噴射控制單元，驅(qū)動尿素噴射系統(tǒng)工作，實現(xiàn)了從測試到數(shù)據(jù)計算的自動化。通過實際的測試和發(fā)動機臺架的排放標(biāo)定驗證，證明了該發(fā)明具有很高的精度和實用性，可作為離線評價SCR噴射系統(tǒng)優(yōu)劣的重要手段之一。
綜上所述，本發(fā)明的SCR噴射系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制精度的測試裝置及其方法具有如下優(yōu)點：
(1)本發(fā)明的測試裝置及方法，利用計算機、稱重器、信號處理器、尿素噴射控制單元搭建成穩(wěn)態(tài)精度測試系統(tǒng)，可以精確計量SCR尿素噴射系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)測試精度，可作為評價SCR尿素噴射系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制精度的主要依據(jù)。
(2)本發(fā)明的測試裝置及方法，通過多次測量的方法提高了測試結(jié)果的有效性，避免了單次測量容易偏差過大的情況。
(3)本發(fā)明的測試裝置及方法，通過信號處理器對稱重器的結(jié)果進行信號轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理并傳至計算機中進行精度計算，通過在計算機中設(shè)定測試循環(huán)，將噴射量指令傳至尿素噴射控制單元DCU，驅(qū)動噴射系統(tǒng)工作，實現(xiàn)了從測試到數(shù)據(jù)計算的自動化。
(4)本發(fā)明的測試裝置及方法，提出了對SCR噴射系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度進行精確量化測試的新方法和新裝置，對SCR噴射系統(tǒng)的應(yīng)用及評價有著非常重要的意義，在SCR噴射系統(tǒng)的開發(fā)中通過穩(wěn)態(tài)精度的評價測試，可以有效指導(dǎo)柴油機排放開發(fā)中尿素噴射量的標(biāo)定。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。