本發(fā)明屬于發(fā)動機測試領域，涉及一種模擬實車狀態(tài)的發(fā)動機尾氣排放試驗方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市車輛的擁有量飛速增長，車輛污染物已經(jīng)成為我國許多城市面臨的重要問題，為了減少汽車污染物的排放量，各國針對機動車的排放法規(guī)越來越嚴，所有機動車在研發(fā)生產(chǎn)的過程中，都必須嚴格進行污染物排放試驗，以對其排放結(jié)果進行評估和有效性檢測，以期達到國家標準。

現(xiàn)有技術(shù)中，在機動車尾氣排放試驗時，一般采用將實驗車輛放在底盤測功機上，對不同工況下車輛的尾氣排放進行收集和測量。該方法存在一定缺陷：該測試方法的試驗對象必須是拼裝完整的機動車樣車，因此發(fā)動機開發(fā)設計出來后，還需要主機廠進行整車的拼裝，導致開發(fā)周期較長；另一方面，在整車試驗過程中，后處理系統(tǒng)、電控單元數(shù)據(jù)、人員操作等因素均對排放測試數(shù)據(jù)有較大影響，在進行排放測試試驗時，實驗結(jié)果的重復性差，會有較大的測量誤差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種模擬實車狀態(tài)的發(fā)動機尾氣排放試驗方法及系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中實車尾氣排放測試中存在的實驗結(jié)果重復性差、開發(fā)時間長的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明了一種模擬實車狀態(tài)的發(fā)動機尾氣排放試驗方法，包括如下步驟：

啟動待測試發(fā)動機；

控制所述待測試發(fā)動機的工況狀態(tài)，使其與實車的發(fā)動機的工況狀態(tài)相同；

測定所述待測試發(fā)動機的尾氣排放數(shù)據(jù)。

進一步的，所述待測試發(fā)動機的工況狀態(tài)包括：所述待測試發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、扭矩、水溫和油溫。

進一步的，根據(jù)所述實車的車速得到所述待測試發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和扭矩。

優(yōu)選的，根據(jù)所述實車的水溫和油溫得到所述待測試發(fā)動機的水溫和油溫。

進一步的，根據(jù)所述實車的車輛節(jié)溫器和實車水箱特性得到所述實車的水溫。

優(yōu)選的，通過中央控制器控制測功機，再通過所述測功機控制所述待測試發(fā)動機使所述待測試發(fā)動機達到所述轉(zhuǎn)速和扭矩。

進一步的，通過中央控制器控制所述溫控設備，再通所述過溫控設備使所述待測試發(fā)動機達到所述水溫和油溫。

本發(fā)明還提供了一種模擬實車狀態(tài)的發(fā)動機試驗系統(tǒng)，包括中央控制器、測功機和溫控設備，

所述中央控制器用于控制所述測功機和所述溫控設備的工作狀態(tài)；

所述測功機用于控制所述待測試發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和扭矩；

所述溫控設備用于控制所述待測試發(fā)動機的水溫和油溫。

進一步的，所述溫控設備包括熱交換器、第一管道、第二管道和加熱器，

所述第一管道的出口端與所述熱交換器的入口端連通，所述第一管道的入口端與所述待測試發(fā)動機的出口端連通；

所述第二管道的入口端與所述熱交換器的出口端連通，所述第二管道的出口端與所述待測試發(fā)動機的入口端連通；

所述加熱器設置于所述第一管道上，用于對流經(jīng)所述加熱器的液體進行加熱；

所述熱交換器用于對流經(jīng)其的液體進行散熱降溫；

所述中央控制器用于控制所述熱交換器以及所述加熱器的工作狀態(tài)。

優(yōu)選的，所述熱交換器包括冷卻水進水管和冷卻水排水管，所述冷卻水進水管的出口端與所述熱交換器的冷卻水入口端連通，所述冷卻水排水管的入口端與所述熱交換器的冷卻水出口端連通。

優(yōu)選的，所述冷卻水進水管上設有冷卻水進水閥，所述中央控制器控制所述冷卻水進水閥的開啟比例。

進一步的，所述溫控設備還包括循環(huán)驅(qū)動單元和第三管道；

所述第三管道的一端與所述第一管道的入口端連通，另一端與所述第二管道的出口端連通；

所述第三管道上設有第三閥門，所述中央控制器控制所述第三閥門的開啟比例；

當所述待測試發(fā)動機停止工作時，所述循環(huán)驅(qū)動單元用于驅(qū)動管道內(nèi)的液體在所述第一管道、所述熱交換器、所述第二管道和所述第三管道內(nèi)進行循環(huán)。

優(yōu)選的，在所述第一管道的入口端與所述待測試發(fā)動機的出口端之間設有出口閥門，在所述第二管道的出口端和所述待測試發(fā)動機的入口端之間設有入口閥門，

所述中央控制器控制所述出口閥門和所述入口閥門的開啟比例。

可選的，所述循環(huán)驅(qū)動單元設置于所述第一管道或所述第二管道上。

進一步的，所述循環(huán)驅(qū)動單元包括循環(huán)泵和循環(huán)泵閥門，所述循環(huán)泵閥門與所述循環(huán)泵并聯(lián)設置于所述第一管道或第二管道上，所述中央控制器控制所述循環(huán)泵和所述循環(huán)泵閥門的工作狀態(tài)。

進一步的，所述循環(huán)泵與所述循環(huán)泵閥門為聯(lián)鎖控制，當所述待測試發(fā)動機停止工作時，所述循環(huán)泵工作，所述循環(huán)泵閥門關(guān)閉；當所述待測試發(fā)動機工作時，所述循環(huán)泵閥門開啟，所述循環(huán)泵停止工作。

優(yōu)選的，所述溫控設備還包括膨脹罐，所述膨脹罐與所述第一管道或第二管道連通。

進一步的，所述待測試發(fā)動機內(nèi)的液體為發(fā)動機冷卻液或機油。

進一步的，所述溫控設備還包括出口溫度傳感器和入口溫度傳感器，

所述出口溫度傳感器用于測定進入所述第一管道的入口端的液體的溫度；

所述入口溫度傳感器用于測定從所述第二管道的出口端流回待測試發(fā)動機的液體的溫度；

所述中央控制器接收所述出口溫度傳感器和入口溫度傳感器測定的數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，所述溫控設備還包括出口壓力傳感器和入口壓力傳感器，

所述出口壓力傳感器用于測定從待測試發(fā)動機內(nèi)流入所述第一管道的入口端的液體的壓力；

所述入口壓力傳感器用于測定從所述第二管道的出口端流入待測試發(fā)動機內(nèi)的液體的壓力；

所述中央控制器接收所述出口壓力傳感器和入口壓力傳感器測定的數(shù)據(jù)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)勢在于：

本發(fā)明提供的一種模擬實車狀態(tài)的發(fā)動機尾氣排放試驗方法，以發(fā)動機尾氣排放試驗模擬實車尾氣排放試驗，大大縮短了實車尾氣排放試驗時主機廠的開發(fā)時間，無需樣車就可以通過發(fā)動機測試進行同等級別的尾氣排放試驗；而且相比于實車尾氣排放試驗，發(fā)動機尾氣排放測試的試驗結(jié)果穩(wěn)定高，可重復性好，使得測試結(jié)果更加精確。

本發(fā)明提供了一種模擬實車狀態(tài)的發(fā)動機試驗系統(tǒng)，可以以發(fā)動機試驗模擬實車試驗，其中，試驗系統(tǒng)中采用的溫控設備采用普通閥門成本較低，且溫度控制精度高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的一種模擬實車狀態(tài)的發(fā)動機尾氣排放試驗方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供的一種模擬實車狀態(tài)的發(fā)動機試驗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例提供的一種模擬實車狀態(tài)的發(fā)動機試驗系統(tǒng)中溫控設備的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1-第一管道；2-第二管道；3-第三管道；4-熱交換器；5-待測試發(fā)動機；6-中央控制器；11-加熱器；12-出口閥門；13-出口溫度傳感器；21-循環(huán)單元；22-入口閥門；23-入口溫度傳感器；24-膨脹罐；211-循環(huán)泵；212-循環(huán)泵閥門；31-第三閥門；41-冷卻水進水管；42-冷卻水排水管；43-冷卻水進水閥。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的一種模擬實車狀態(tài)的發(fā)動機尾氣排放試驗方法及系統(tǒng)作進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。

本發(fā)明提供了一種模擬實車狀態(tài)的發(fā)動機尾氣排放試驗方法，包括如下步驟：

啟動待測試發(fā)動機；

控制所述待測試發(fā)動機的工況狀態(tài)，使其與實車的發(fā)動機的工況狀態(tài)相同；

測定所述待測試發(fā)動機的尾氣排放數(shù)據(jù)。

通過待測試發(fā)動機再現(xiàn)實車狀態(tài)下發(fā)動機的工況，實現(xiàn)以發(fā)動機代替實車進行尾氣排放試驗，可以有效的縮短主機廠的開發(fā)時間，即無需樣車就可以通過發(fā)動機測試進行同等級別的尾氣排放試驗；而且發(fā)動機尾氣排放測試的試驗結(jié)果穩(wěn)定高，可重復性好，使得測試結(jié)果更加精確。

在本實施例中，所述待測試發(fā)動機的工況狀態(tài)包括：所述待測試發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、扭矩、水溫和油溫。

作為優(yōu)選的，所述待測試發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和扭矩根據(jù)所述實車的車速反算得出，其中所述實車試驗狀態(tài)下的車速根據(jù)實際試驗需求(比如《汽車排放污染物限值及測試方法》)確定。

優(yōu)選的，根據(jù)所述實車的水溫和油溫得到所述待測試發(fā)動機的水溫和油溫。

優(yōu)選的，根據(jù)所述實車的車輛節(jié)溫器和實車水箱特性得到所述實車的水溫。

在本實施例中，通過中央控制器控制測功機，再通過測功機控制待測試發(fā)動機使所述待測試發(fā)動機達到所述設定的轉(zhuǎn)速和扭矩。

進一步的，通過中央控制器控制所述溫控設備，再通過所述溫控設備使所述待測試發(fā)動機達到所述水溫和油溫。

本發(fā)明還提供了一種模擬實車狀態(tài)的發(fā)動機試驗系統(tǒng)，包括中央控制器、測功機和溫控設備，

所述中央控制器用于控制所述測功機和所述溫控設備的工作狀態(tài)；

所述測功機用于控制所述待測試發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和扭矩；

所述溫控設備用于控制所述待測試發(fā)動機的水溫和油溫。

如圖3所示，是本發(fā)明提供的一種模擬實車狀態(tài)的發(fā)動機試驗系統(tǒng)中溫控設備的結(jié)構(gòu)示意圖，所述的溫控設備對待測試發(fā)動機5內(nèi)的液體進行溫度控制，包括熱交換器4、第一管道1、第二管道2和加熱器11，

所述第一管道1的出口端與所述熱交換器4的入口端連通，所述第一管道1的入口端與所述待測試發(fā)動機5的出口端連通；

所述第二管道2的入口端與所述熱交換器4的出口端連通，所述第二管道2的出口端與所述待測試發(fā)動機5的入口端連通；

所述加熱器11設置于所述第一管道1上，用于對流經(jīng)所述加熱器的液體進行加熱；

所述熱交換器4用于對流經(jīng)其的液體進行散熱降溫；

所述中央控制器6用于控制所述熱交換器4及所述加熱器11的工作狀態(tài)。當待測試發(fā)動機5的液體溫度高于設定溫度時，中央控制器6控制熱交換器4工作，而加熱器11不工作，此時，待測試發(fā)動機5的液體通過第一管道1進入熱交換器4中散熱，達到使所述液體熱交換的目的；當待測試發(fā)動機5的液體溫度低于設定溫度時，中央控制器6控制熱交換器4停止工作，所述液體的溫度會升高，當液體溫度升高緩慢，與設定溫度溫差較大時，可以啟動加熱器11使其工作，此時，流經(jīng)所述加熱器11的液體溫度會升高，使所述液體的溫度升高至設定溫度。

進一步的，所述熱交換器4包括冷卻水進水管41和冷卻水排水管42，所述冷卻水進水管41的出口端與所述熱交換器4的冷卻水入口端連通，所述冷卻水排水管42的入口端與所述熱交換器4的冷卻水出口端連通。冷卻水從所述冷卻水進水管41流入所述熱交換器4，從所述冷卻水排水管42流出所述熱交換器4。

作為上述實施例的改進，優(yōu)選的，所述冷卻水進水管41上設有冷卻水進水閥43，所述中央控制器6控制所述冷卻水進水閥43的開啟比例?？刂评鋮s水進水閥43的開啟比例，可以控制熱交換器4的冷卻效率，當待測試發(fā)動機5流出的液體和流回待測發(fā)動機5的液體的溫度比設定溫度高時，中央控制器6控制冷卻進水閥43開啟，溫差越大，冷卻水進水閥43的開啟比例也就越大，進入所述熱交換器4的冷卻水流量越大，使得所述液體在熱交換器4中的散熱越快，從而保證測試發(fā)動機5內(nèi)的液體保持在設定溫度內(nèi)。

作為本發(fā)明的改進，所述溫控設備還包括循環(huán)驅(qū)動單元21和第三管道3；

所述第三管道3的一端與所述第一管道1的入口端連通，另一端與所述第二管道2的出口端連通；

所述第三管道上3設有第三閥門31，所述中央控制器6控制所述第三閥門31的開啟比例；

當所述待測試發(fā)動機停止工作時，所述循環(huán)驅(qū)動單元21用于驅(qū)動管道內(nèi)的液體在所述第一管道1、所述熱交換器4、所述第二管道2和所述第三管道3內(nèi)進行循環(huán)。在本實施例中，設置了循環(huán)驅(qū)動單元21和第三管道3，使所述第一管道1、第二管道2、第三管道3組成了一個內(nèi)循環(huán)，當待測試發(fā)動機5停止工作時，循環(huán)驅(qū)動單元21可以驅(qū)動所述液體在上述內(nèi)循環(huán)中進行循環(huán)，從而保持在內(nèi)循環(huán)中的液體的溫度的恒定；而當待測試發(fā)動機5需要啟動測試時，可以通過關(guān)閉循環(huán)驅(qū)動單元21和第三閥門3，使內(nèi)循環(huán)中的液體與待測試發(fā)動機5組成外循環(huán)，而此時，所述液體的溫度為設定的恒定溫度，基本不需在進行加熱操作，可以起到快速暖機的作用。而且，通過設置第三管道3，可以保證內(nèi)循環(huán)只在第一管道1、第二管道2和第三管道3中進行，而不進入待測試發(fā)動機5中，可以有效的保護處在停止工作狀態(tài)下的待測試發(fā)動機5。

進一步的，在所述第一管道1的入口端與所述待測試發(fā)動機5的出口端之間設有出口閥門12，在所述第二管道2的出口端和所述待測試發(fā)動機5的入口端之間設有入口閥門22，

所述中央控制器6控制所述出口閥門12和所述入口閥門22的開啟比例。設置出口閥門12和入口閥門22的目的，是為了防止當待測試發(fā)動機5停止工作后，內(nèi)循環(huán)中的液體進入待測試發(fā)動機中。

可選的，所述循環(huán)驅(qū)動單元21設置于所述第一管道1或所述第二管道2上。

進一步的，所述循環(huán)驅(qū)動單元21包括循環(huán)泵211和循環(huán)泵閥門212，所述循環(huán)泵閥門212與所述循環(huán)泵211并聯(lián)設置于所述第一管道1或第二管道2上，所述中央控制器6控制所述循環(huán)泵211和所述循環(huán)泵閥門212的工作狀態(tài)。當待測試發(fā)動機5停止工作時，所述循環(huán)泵211作為內(nèi)循環(huán)的動力輸出裝置。

優(yōu)選的，所述循環(huán)泵211與所述循環(huán)泵閥門212為聯(lián)鎖控制，當所述待測試發(fā)動機5停止工作時，所述循環(huán)泵211工作，所述循環(huán)泵閥門212關(guān)閉，此時進入內(nèi)循環(huán)階段；當所述待測試發(fā)動機5工作時，所述循環(huán)泵閥門212開啟，所述循環(huán)泵211停止工作。其中所述循環(huán)泵閥門212的開度為可調(diào)節(jié)。

優(yōu)選的，所述溫控設備還包括膨脹罐24，所述膨脹罐24與所述第一管道1或者第二管道2連通。設置膨脹罐24的目的在于：一方面，當溫度升高導致液體體積膨脹時，所述膨脹罐24可以吸收多余的液體；另一方面，當溫度降低導致液體體積收縮時，所述膨脹罐24可以補充液體至系統(tǒng)中。

優(yōu)選的，所述待測試發(fā)動機5內(nèi)的液體為發(fā)動機冷卻液或機油。本溫控裝置既可以用于發(fā)動機冷卻液的溫度控制，也可以用于發(fā)動機機油的溫度控制。

進一步的，還包括出口溫度傳感器13和入口溫度傳感器23，

所述出口溫度傳感器13用于測定進入所述第一管道1入口端的液體的溫度；

所述入口溫度傳感器23用于測定從所述第二管道2出口端流回待測試發(fā)動機5的液體的溫度；

所述中央控制器6接收所述出口溫度傳感器13和入口溫度傳感器23測定的數(shù)據(jù)。

進一步的，所述溫控設備還包括出口壓力傳感器和入口壓力傳感器(圖中未標出)，

所述出口壓力傳感器用于測定從待測試發(fā)動機5內(nèi)流入所述第一管道1的入口端的液體的壓力；

所述入口壓力傳感器用于測定從所述第二管道2出口端流入待測試發(fā)動機5內(nèi)的液體的壓力；

所述中央控制器6接收所述出口壓力傳感器和入口壓力傳感器測定的數(shù)據(jù)。通過所述出口壓力傳感器和入口壓力傳感器分別測得流出所述待測試發(fā)動機5的液體壓力和流回所述待測試發(fā)動機5的液體壓力，可以得出待測試發(fā)動機出口端與入口段的壓力差值，從而可以得到待測試發(fā)動機5內(nèi)的液體在經(jīng)過溫控設備后的壓力損耗值δp，將該壓力損耗值δp與實車狀態(tài)下發(fā)動機內(nèi)液體進出的壓力損耗值δp1進行比較，當δp大于δp1時，即待測試發(fā)動機5內(nèi)液體經(jīng)過溫控設備后的壓力損耗過大時，可以通過中央控制器6發(fā)出指令，使循環(huán)泵211開啟，減小液體在溫控設備內(nèi)的壓力損耗，使得δp等于δp1；當δp小于δp1時，即待測試發(fā)動機5內(nèi)液體經(jīng)過溫控設備后的壓力損耗較小時，可以通過中央控制器6發(fā)出指令，使閥門212減小開度，增大液體在溫控設備內(nèi)的壓力損耗，使得δp等于δp1。通過上述方案使得δp等于δp1，從而使待測試發(fā)動機5的工況與實車狀態(tài)下發(fā)動機的工況更加接近，保證待測試發(fā)動機的尾氣排放試驗結(jié)果更加接近實車狀態(tài)下的尾氣排放試驗結(jié)果。

上述溫控設備的工作過程如下：

首先根據(jù)試驗需求，將需要實現(xiàn)的溫度曲線(t-s曲線)輸入所述中央控制器6；

所述中央控制器6對溫控設備的組件進行控制，當液體的目標設定溫度大于待測試發(fā)動機5入口端和出口端的實測溫度時，所述中央控制器6調(diào)整冷卻水進水閥43的開啟比例，使進入所述熱交換器4中的冷卻水流量變少，從而達到系統(tǒng)整體溫度升高的目的，當升溫效果不明顯時，可以啟動所述加熱器11，使液體的溫度上升更快；當液體的目標設定溫度小于入口端和出口端的實測溫度時，所述中央控制器6控制加熱器11關(guān)閉，并調(diào)整冷卻水進水閥43的開啟比例，使進入所述熱交換器4中的冷卻時流量變大，從而達到系統(tǒng)整體溫度降低。

另一方面，當所述待測試發(fā)動機5啟動時，所述出口閥門12、所述入口閥門22、循環(huán)泵閥門212均處于開啟狀態(tài)，而第三閥門31處于關(guān)閉狀態(tài)，循環(huán)泵211停止工作；當所述測試發(fā)動機5停止工作時，所述出口閥門12、所述入口閥門22、循環(huán)泵閥門212均處于關(guān)閉狀態(tài)，而第三閥門31處于開啟狀態(tài)，循環(huán)泵211啟動，此時，進入內(nèi)循環(huán)，保證第一管道1、第二管道2和第三管道3內(nèi)的液體的溫度恒定。

本發(fā)明提供的一種模擬實車狀態(tài)的發(fā)動機尾氣排放試驗方法，以發(fā)動機尾氣排放試驗模擬實車尾氣排放試驗，大大縮短了實車尾氣排放試驗時主機廠的開發(fā)時間，無需樣車就可以通過發(fā)動機測試進行同等級別的尾氣排放試驗；而且相比于實車尾氣排放試驗，發(fā)動機尾氣排放測試的試驗結(jié)果穩(wěn)定高，可重復性好，使得測試結(jié)果更加精確。

本發(fā)明提供了一種模擬實車狀態(tài)的發(fā)動機試驗系統(tǒng)，可以以發(fā)動機試驗模擬實車試驗，其中，試驗系統(tǒng)中采用的溫控設備采用普通閥門取代了現(xiàn)有技術(shù)中溫控設備采用的三通閥，成本降低，且克服了現(xiàn)有技術(shù)中采用三通閥存在的溫度控制精度差的缺點，本發(fā)明試驗系統(tǒng)中的溫控設備的溫度控制精度更高。

上述描述僅是對本發(fā)明較佳實施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護范圍。