专利名称：用于测试scr系统的解冻能力的系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及SCR系统的解冻能力的测试方法和装置，具体地涉及测试SCR系统中的尿素箱和尿素管路的解冻能力的测试方法和装置。
背景技术：
随着我国经济的迅速发展和车辆保有量的迅速增长，我国环境保护方面的压力越来越大。已经规定了要减少车辆排放到大气中的氮氧化物。实现该目标的一种已知的普遍采用的方式是使用选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction，简称SCR)方法，该方法通过将一种还原剂(通常是氨气)注入排气管中使得氮氧化物减少。目前车辆中常用的SCR方法的基本工作原理如下废气从增压器涡轮流出后进入排气管中，同时由安装在排气管上的喷射单元将定量的尿素水溶液以雾状形态喷入排气管中。尿素液滴在高温废气作用下发生水解和热解反应，生成所需要的还原剂氨气(NH3)。氨气(NH3)在催化剂的作用下将排气中的氮氧化物(NOx)选择性地还原为氮气(拟)。通过该SCR方法，发送机在燃烧过程中产生的高浓度的氮氧化物在离开排气管时得到了处理。在我国的北方地区，冬季温度通常特别低，有时甚至达到零下30至零下40度。而鉴于上述SCR系统通常使用的尿素溶液(例如32. 5wt%尿素溶液)在低温下(例如-11°C) 会冻结)，如果在发送机运转后冻结的尿素溶液不能够尽快溶解，则不能提供尿素溶液去除尾气中的氮氧化物，造成排气恶化。为了保证在寒冷天气下尾气排放达标，用于提供尿素溶液的尿素箱和尿素管线需要具有良好的解冻能力。该SCR系统的解冻能力也成为了衡量 SCR系统是否合格的一个重要测试指标。现有技术中，对尿素箱和尿素管路的解冻能力的测试，是在发动机台架上进行的， 这种测试也称为台架测试。在台架测试时，发动机台架必须整个位于低温试验仓中。当测试不同型号的车辆中使用的尿素箱和尿素管路的解冻能力时，需要更换不同的发动机台架。 此外，这种在发动机台架上的测试操作较复杂，且成本较高。因此，需要一种改进的用于对尿素箱和尿素管路解冻能力的测试方法和设备，其更加灵活、准确，并且能有效节省成本。
实用新型内容根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于测试SCR系统中的尿素溶液解冻能力的测试系统，被测SCR系统包括尿素箱、尿素泵、尿素喷嘴、以及在尿素箱和尿素泵之间以及尿素泵和尿素喷嘴之间的尿素管路，所述尿素箱具有无源热交换器，所述尿素管路具有电加热装置，所述测试系统包括温控加热单元，其加热向尿素箱的热交换器提供的热介质，使得通过热介质循环向尿素箱中的尿素溶液提供热量；SCR后处理电子控制单元ECU， 其控制被测SCR系统的工作状态以及尿素管路的电加热状态；检测设备，包括用于检测尿素箱中的尿素溶液的温度的温度传感器；数据采集处理设备，其耦合到检测设备和/或 ECU，用于根据检测设备的检测结果和预定标准来确定解冻时间。
3[0007]根据本实用新型的一个实施例，所述测试系统在第一测试模式下测试尿素箱的解冻时间。在所述第一测试模式中，被测SCR系统被设置于低温环境，使得尿素箱完全冻结， 以及通过ECU将尿素泵、尿素喷嘴和尿素管路设置于正常工作状态下。测量包括调节温控加热单元加热热介质；数据采集处理设备根据所检测的尿素溶液的温度达到第一阈值判断尿素箱底部解冻成功，从而确定尿素箱的初步解冻时间；以及/或者数据采集处理设备根据所检测的尿素溶液的温度达到第二阈值判断尿素箱充分解冻，从而确定尿素箱的充分解冻时间。根据本实用新型的另一个实施例，测试系统在第二工作模式下测试尿素管路的解冻时间。在所述第二测试模式中，被测SCR系统被设置于低温环境，使得尿素管路充分冻结，尿素箱已经预先解冻，以及通过E⑶将尿素泵和尿素喷嘴设置于正常工作状态下。在测试中通过ECU的控制使尿素管路的电加热装置处于加热状态；数据采集处理设备根据尿素泵或喷嘴达到特定工作状态来判断尿素管路解冻成功，从而确定尿素管路的解冻时间。根据本实用新型的另一个实施例，测试系统还包括热介质泵，设置在温控加热单元与尿素箱之间的管路上，用于提供热介质的循环。根据本实用新型的另一个实施例，测试系统还包括电磁阀，设置在温控加热单元与尿素箱之间的管路上，用于根据ECU的控制实现热介质循环的通断。根据本实用新型的另一个实施例，测试系统还包括温度压力传感器，用于检测热介质循环过程中的温度和压力。
通过对结合附图所示出的实施例进行详细说明，本实用新型的上述以及其他特征将更加明显。在附图中，相同的标号表示相同或相似的部件，其中图1示出了根据本实用新型的一个实施例的测试SCR系统中的尿素溶液的解冻能力的测试系统的示意图。图2示出了根据本实用新型的一个优选实施例的测试SCR系统中的尿素溶液的解冻能力的测试系统的示意图。图3示出了根据本实用新型的一个实施例的测试SCR系统中的尿素溶液的解冻能力的测试方法的流程图。图4示出了根据本实用新型的另一个优选实施例的测试SCR系统中的尿素溶液的解冻能力的测试方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图通过实施方式对本实用新型提供的测试SCR系统中的尿素箱和尿素管路解冻能力的测试系统和方法进行详细的描述。应该理解，下述实施方式仅仅是示例性的，而非限制性的。在介绍本实用新型的测试系统和方法之前，首先简要介绍被测的SCR系统。SCR系统根据功能通常分为控制单元、尿素剂量单元和催化反应单元三部分。SCR 系统的控制单元称为SCR后处理电子控制单元(简称ECU)，主要用来执行SCR控制策略， 其可能与发动机电子控制单元集成在一起。例如根据环境温度、排气温度、尿素液位、尿素
4温度、尿素压力、排气中的NOx浓度等(这些因素通常通过传感器信号来指示)来控制尿素剂量单元，以便根据需求定时定量地将尿素溶液喷射到排气气流中。尿素剂量单元用于根据ECU的控制，将定量的尿素溶液以雾状形态喷入排气管中。尿素液滴在高温废气作用下发生水解和热解反应，生成所需要的还原剂氨气(NH3)。氨气(NH3)在催化剂的作用下将排气中的氮氧化物(NOx)选择性地还原为氮气(N2)。在排气管中发生上述反应的部分称为催化反应单元。尿素剂量单元主要包括尿素箱、尿素泵、尿素喷嘴及连接管路(也称尿素管路)。 低温下，尿素箱和尿素管路中的尿素溶液会冻结，这将造成尿素剂量单元无法正常工作，从而无法根据需要将规定量的尿素溶液喷入排气管进行催化还原反应。为了避免寒冷天气下由于尿素溶液冻结带来的问题，尿素剂量单元通常还包括加热组件，用于给尿素箱和尿素管路进行加热。发动机运转时，在产生排气的同时会产生大量的热量，目前普遍利用发送机的热的冷却液对尿素箱进行加热。为此，尿素箱的热交换器与发动机的冷却液循环管路相连接， 并且该连接可以通过电磁阀进行控制。在E⑶通过尿素箱温度传感器和/或环境温度传感器判断出尿素需要解冻(例如，温度低于或等于第一设定值，如_7°C)时，ECU可以指示打开电磁阀，使得热的发动机冷却液可以流经尿素箱的热交换器，对尿素箱中的尿素溶液进行解冻。而在ECU通过尿素箱温度传感器检测到尿素温度达到较高的温度(例如，温度高于或等于第二设定值，如0°C)时，可以关闭电磁阀，从而发送机冷却液不再流入尿素箱的热交换器。这样，可以使得尿素箱内的液温保持在一定范围内。对于尿素管路，通常是配置电加热器对其进行加热。该电加热器的启动或停止通常也由E⑶来控制。尿素喷嘴通常设置于排气管上。在发送机运行时，排气管温度非常高，因此尿素喷嘴不会存在冻结问题。根据上述描述，可以看出SCR系统中的尿素溶液解冻能力主要涉及尿素箱热交换器和电加热尿素管的加热能力。常规的测试方式中，是在发送机台架上测试SCR系统中的尿素溶液的解冻能力。 在台架测试时，发动机台架必须整个位于低温试验仓中。当测试不同型号的车辆中使用的尿素箱和尿素管路的解冻能力时，需要相应地更换不同的发动机台架。这样的测试成本高昂。此外，这种在发动机台架上的测试操作较复杂，影响其结果的因素非常多。例如发送机的个体性能、运行时的故障等等，都会影响测试结果。为了克服上述常规测试的缺点，本实用新型的提出了一种更加灵活、准确并能有效节省成本的尿素箱加热器和电加热尿素管路的测试方法和装置。本实用新型的主要基本思想在于在测试中，不需配置发送机，而是使用温控加热单元模拟发动机提供热的热介质来测试SCR系统的解冻能力。根据本实用新型的测试方案可以实现用于尿素箱热交换器的加热介质的温度、流量的精确调节，解决了在测试过程中使用发动机冷却液作为尿素箱加热器的加热介质调节困难的问题。并且温控加热单元可以容易地模拟各种类型的发动机的真实运行情况下生成的热的介质，这样根据本实用新型的测试装置可以测试不同类型的SCR系统。对于空气辅助和非空气辅助的SCR系统，和/或对于具有机械阀或电磁阀控制的喷嘴的SCR系统都可以使用根据本实用新型的试验系统来测试加热能力。下面具体参考附图对本实用新型的各个实施例进行详细说明。图1示出了根据本实用新型的一个实施例的用于测试SCR系统中的尿素溶液的解冻能力的测试系统100的框图。如图所示，测试系统100包括温控加热单元12，检测设备 13、E⑶14和数据采集处理设备15。测试系统100的被测设备20为SCR系统。如上所述，SCR系统通常包括尿素箱、 尿素泵、尿素喷嘴和连接管路(也即在尿素箱和尿素泵之间以及尿素泵和尿素喷嘴之间的尿素管路)，并且所述尿素箱具有无源热交换器，所述尿素管路具有电加热装置。尿素箱的热交换器通常置于尿素箱内，优选地置于尿素箱的底部。尿素管路的电加热装置通常环绕尿素管路进行布置。温控加热单元12用于加热向尿素箱的热交换器提供的热介质，以通过热介质循环向尿素箱中的尿素溶液提供热量。供给尿素箱的热交换器的热介质可以是温控加热单元的循环冷却液，其可以是水或者其他的可以用作发送机冷却液的热介质。温控加热单元的循环冷却液的出口和入口可以分别和尿素箱热交换器的入口和出口直接地或通过阀门连接。于是，经温控加热单元加热的热介质(即热的冷却液)流入尿素箱的热交换器，与尿素箱中的尿素溶液进行热交换， 然后变冷的热介质再从热交换器的出口流出，重新流进温控加热单元。于是，通过热介质循环可以向尿素箱中的尿素溶液提供热量，以便进行解冻。温控加热单元的热性能应该尽可能地与发送机运行时的真实情况相同。例如，这可以通过控制温控加热单元的功率来实现，使得温控加热单元的热功率vs时间的曲线与发送机运行时的热功率VS时间的曲线一致。或者，这也可以通过控制温控加热单元，使得热介质循环的温度、压力和/或流速与发动机冷却液的循环的温度、压力和/或流速相一致来实现。检测设备13包括用于检测尿素箱中的尿素溶液的温度的温度传感器。温度传感器检测到的尿素溶液的温度可以指示尿素箱中的尿素溶液是否解冻。当检测到尿素溶液的温度达到第一阈值时，可以判断尿素箱底部已经开始解冻。当检测到尿素溶液的温度达到第二阈值时，可以判断尿素箱中的尿素溶液已经充分解冻。该第一阈值可以是尿素溶液开始解冻的温度或稍高于该开始解冻的温度。该第二阈值可以远高于该开始解冻的温度。 对于不同的尿素溶液和不同的尿素箱，所述温度阈值可以选取不同的值。对于通常使用的 32. 5wt%尿素溶液和35升的尿素，例如该第一阈值可以设为-5°C，该第二阈值可以设为 0°C或更高的值。可选地，除了根据尿素溶液的温度来判断尿素箱的解冻之外，还可以根据其他标准来进行判断。例如，可以根据尿素泵的工作状态或者喷嘴的工作状态来判断尿素溶液是否解冻。例如，当尿素泵进入建立压力状态，则可以判断尿素箱至少底部已经解冻。 又如，当喷嘴开始喷射尿素时，也可以判断尿素箱至少底部已经解冻。尿素泵的工作状态可以从E⑶中获取。喷嘴的工作状态也可以从E⑶中获取，例如可以通过E⑶控制的喷嘴开度等来指示，或者测试人员可以通过肉眼观察喷嘴是否开始喷射。应该理解，在通过尿素泵或喷嘴的特定的工作状态来判断尿素箱的尿素溶液是否解冻时，需要在测试时保证SCR系统的除尿素箱之外的其他部件的正常工作条件。检测设备13通常由各种传感器和传感线路组成。传感器通常布置在被检测的对
6象处或其附近。优选地，检测设备13还包括其他传感器。例如，在一个优选实施例中，检测设备13还包括用于检测热介质循环中的温度和压力的温度压力传感器。可选地，检测设备 13还包括用于检测热介质循环的流速的流量计。因此，可以根据该温度压力传感器和/或流量计的检测结果来控制温控加热单元以使得热介质循环与发送机运行时冷却液的循环基本一致。通过这样的控制方式，可以使得温控加热单元的热性能更加接近发动机允许时的真实情况，使得测试结果更加精确。SCR后处理电子控制单元E⑶14用于控制被测SCR系统的工作状态。E⑶14充当SCR系统的控制单元。E⑶14通常可以采集环境温度、排气温度、尿素液位、尿素温度、尿素压力、排气中的NOx浓度等(这些因素通常通过传感器信号来指示)，并且根据这些因素来控制尿素剂量单元，以便根据需求定时定量地将尿素溶液喷射到排气气流中。在根据本实用新型的实施例中，因为目的是为了测试SCR系统的解冻能力，并且不是在真实的发送机台架上执行测试，因此可以容易地通过设置ECU以满足除测试因素之外的其他SCR工作条件。这样可以排除其他因素对测试结果的影响。例如，在测试尿素箱解冻时间时，可以简单地将除尿素箱的尿素温度之外的所有其他条件(例如环境温度、排气温度、尿素液位、尿素压力、排气中的NOx浓度等等)都设置为满足SCR喷射条件。而尿素箱的尿素温度将由 ECU通过设置在尿素箱中的温度传感器来获得。应该理解，优选地，当测试系统中布置更多的传感器时，ECU可以从真实的传感器来获知各种条件(例如尿素压力、尿素液位等等)。ECU还可以控制热加热尿素管路的加热状态。可以容易地通过设置ECU使得电加热尿素管路处于加热状态或者结束加热状态。此外，E⑶还可以控制该测试系统中的其他部件的操作。例如，当温控加热单元的热介质循环是通过阀与尿素箱的热交换器连接时，ECU还可以控制阀的操作，以控制是否对尿素箱进行加热。由于ECU与被测SCR系统以及各种传感器的连接与实际车辆中的连接相同，在此不再对本领域技术人员公知的技术进行进一步详细说明。数据采集处理设备15耦合到检测设备13，用于根据检测设备的检测结果和预定标准来确定解冻时间。可选地，数据采集处理设备15还可以耦合到E⑶14，用于从E⑶获取SCR系统中的部件的工作状态，例如尿素泵的工作状态，喷嘴的工作状态，等等。可选地， 检测设备13与数据采集处理设备15可以通过E⑶而间接耦合。数据采集处理设备15可以是计算机，或者任何其他具有数据处理能力的数据采集处理设备。当数据采集处理设备 15处理的数据与ECU或检测设备提供的信号数据不兼容时，数据采集处理设备15还可以包括信号转换的功能。所述解冻时间可以包括尿素箱解冻时间和/或电加热尿素管路的解冻时间。根据本实用新型的实施例，上述不同的解冻时间可以独立地进行测量。尿素箱解冻时间可以在保证电加热尿素管路充分加热的前提下进行测量。而电加热尿素管路的解冻时间可以在尿素箱完全解冻的前提下进行测量。具体地，尿素箱解冻时间可以例如包括初步解冻时间，即尿素箱底部解冻需要的时间。如上所述，这可以测量为从温控加热单元开始加热到尿素箱中的尿素溶液温度到达上述第一阈值的时间。或者，这例如可以测量为从温控加热单元开始加热到尿素泵或者喷嘴达到特定工作状态的时间。[0043]可选地，尿素箱解冻时间还可以包括充分解冻时间，这例如可以测量为从温控加热单元开始加热到尿素箱中的温度达到上述第二阈值的时间。或者该充分解冻时间可以测量为从温控加热单元开始加热到尿素箱完全解冻的时间。而尿素箱的完全解冻例如可以通过肉眼来观察。电加热尿素管路的解冻时间例如可以测量为，在尿素箱充分解冻的前提下，从开始加热到尿素泵或者喷嘴达到特定工作状态的时间。例如，当尿素泵进入建立压力状态，或者喷嘴进入喷射状态，可以判断尿素管路解冻成功。上述解冻时间(包括电加热尿素管路解冻时间、各个尿素箱解冻时间)均可以作为SCR系统的解冻能力的指示，或者可以选择其最大值作为SCR系统的解冻能力的指示。应该理解，图1所示的测试系统仅是为了示例说明，而不是限制性的。其可以包括各种变形。例如，优选地，系统100还包括热介质泵用于提供热介质的循环。优选地，系统 100还可以包括电磁阀用于根据ECU的控制实现热介质循环的通断。或者，优选地，系统100 还可以包括温度压力传感器，用于检测热介质循环过程中的温度和压力。测试系统100可以具有若干测试模式。例如，在第一测试模式下可以测试尿素箱的解冻时间，包括尿素箱的初始解冻时间和尿素箱的充分解冻时间。以及，在第二测试模式中测试尿素管路的解冻时间。在任何测试模式下，为了模拟寒冷天气，被测系统一般被置于低温环境中，例如可以放置在低温室中。而其他设备，例如温控加热单元、SCR后处理E⑶和数据采集处理设备等可以置于常温室中。这样可以不需要采用特殊的耐低温的温控加热单元、ECU和数据采集处理设备等，以节省成本。在第一测试模式中，被测SCR系统被设置于低温环境足够的时间，使得尿素箱完全结冰；通过设置ECU数据，将尿素泵、尿素喷嘴和尿素管路设置于正常工作状态下。例如， 可以通过ECU的控制，使尿素泵处于工作状态，满足除尿素箱温度之外的其他所有喷射条件(例如排气温度、尿素液位、尿素压力、排气中的NOx浓度等等)。并且，可以预先通过E⑶ 控制电加热尿素管路处于加热状态足够的时间，以使得尿素管路解冻。在这种测试模式下， 可以排除其他因素对测量尿素箱解冻时间的影响。然后，测量开始。调节温控加热单元12 开始加热热介质。数据采集处理设备将根据检测设备所检测的的尿素溶液的温度达到第一阈值来判断尿素箱底部解冻成功，从而确定尿素箱的初步解冻时间。可选地，数据采集处理设备还可以根据检测设备所检测的尿素溶液的温度达到第二阈值判断尿素箱充分解冻，从而确定尿素箱的充分解冻时间。在第二测试模式中，被测SCR系统被设置于低温环境足够的时间，使得尿素管路冻结。尿素箱已经预先解冻。优选地，可以调节温控加热单元维持对尿素箱的加热，以保持尿素箱中尿素溶液不发生冻结。例如可以使得尿素溶液的温度高于解冻温度，如在0°c或以上。还可以通过设置ECU，将尿素泵、尿素喷嘴设置于正常工作状态下。然后，测量开始。 通过ECU的控制使尿素管路的电加热装置处于加热状态。数据采集处理设备根据尿素泵或喷嘴进入特定工作状态(例如尿素泵进入建立压力状态，或者喷嘴进入喷射状态)判断尿素管路解冻成功，从而确定尿素管路的解冻时间。图2示出了根据本实用新型的一个优选实施例的测试系统200的框图。如图所示， 与图1类似，图2的测试系统200包括温控加热单元12、检测设备13、SCR后处理E⑶14和数据采集处理设备15。在此，对于这些与系统100中相同的部件不再进一步具体说明。与图1的不同在于，图2具体示出了被测设备的各个部件。该被测SCR系统包括尿素箱3、尿素泵5、尿素喷嘴7、尿素管路16以及尿素容器6。所述尿素箱具有无源热交换器(在图中用加粗的U型表示)，所述尿素管路具有电加热装置(通过管路16上的线圈表示)。尿素容器6用于存放尿素喷嘴喷出的尿素溶液。该尿素容器并不是必须的，例如如果喷嘴被安装为对着测试室中的排水口等时，该尿素容器可以被省略。尿素泵5、尿素喷嘴 6和尿素管路16构成SCR喷射系统，用于模拟实际的喷射情况。尿素箱3用于存放尿素水溶液，并作为测试解冻能力的直接测试对象之一。与与图1的不同还在于，测试系统200还包括流量计8、电磁阀9、热介质泵11、温度压力传感器4等。其中流量计8用于检测热介质循环中的流量，其可以布置在热介质循环中的一个或多个位置。热介质泵11用于提供循环的热介质。电磁阀9在ECU的控制下打开或关闭，以用于控制水循环的通断。应该理解，这些部件仅是示例性的，如上面参考图 1所述的，流量计、电磁阀和温度压力传感器等都不是必须的。如图2所示，测试系统的一部分部件被设置于低温环境中(如图中标记2所示的虚线框示出)，而另一部分部件被设置于常温环境下(如图中标记1所示的虚线框示出)。 被设置与低温环境中的部件主要包括被测SCR系统，包括尿素箱3、压力温度传感器4、尿素泵5、尿素容器6、尿素喷嘴7等。其他部件则处于常温环境下。优选地，在测试中，低温环境和常温环境需要隔离，以避免影响测试结果。与测试系统100类似，测试系统200也具有若干测试模式，可以独立地测试尿素箱的加热能力和尿素管路的加热能力。并且由于测试系统200中，温控加热单元的热介质循环通过电磁阀与尿素箱的热交换器相连接。因此，可以通过控制电磁阀不断地打开和关闭来反复进行多次尿素箱的解冻过程的测试。下面简述其测试过程，而与测试系统100类似的部分不再详述。在低温环境下，使尿素箱完全结冰，通过E⑶的控制，使尿素泵5处于工作状态，满足除尿素箱3的尿素温度之外的其他所有喷射条件，并使热介质泵11 (例如，水泵)处于工作状态。此时打开电磁阀9，经加热后的热介质开始循环对尿素箱内的尿素溶液进行加热。通过温度压力传感器时时采集信号，然后根据采集的信号控制温控加热单元以模拟发动机的热性能。当检测到尿素溶液的温度达到第一温度时，即可以判断尿素箱底部解冻成功，从而确定尿素箱初步解冻时间。可选地，当检测到尿素泵或者喷嘴达到特定的工作状态时可以判断尿素箱底部解冻成功。接着，可以继续加热，来检测尿素箱充分解冻的时间。然后，ECU可以控制电磁阀关闭，使得不再对尿素箱进行加热。在低温下若干时间，尿素箱可能再次冻结。根据检测设备13检测的尿素箱的温度，ECU可以再次打开电磁阀以允许对尿素箱进行加热。从而开始再一次的解冻测试。因此，可以模拟实际低温环境下，尿素箱加热电磁阀不断打开关闭来反复解冻的过程。此外，测试系统200还可以模拟电加热尿素管路的解冻情况来测试尿素管路的解冻时间。将测试系统置于低温下足够时间，使得尿素管路冻结。并且预先通过温控加热单元加热尿素箱，使得其完全解冻。然后，通过ECU的控制使电加热尿素管路处于加热状态。 通过检测尿素泵或喷嘴是否进入特定工作状态(例如尿素泵进入建立压力状态或喷嘴进入喷射状态)来判断尿素管路是否解冻。从而可以确定尿素管路的解冻时间。图3示出了根据本实用新型的一个实施例的用于测试SCR系统中的尿素溶液的解
9冻能力的测试方法300的流程图。该方法300可以通过图1所示的测试系统100或者图2 所示的测试系统200来实现以测量尿素箱的解冻时间。如图所示，在准备步骤S310中，将被测SCR系统设置于低温环境下，使尿素箱完全结冰，以及通过E⑶将尿素泵、尿素喷嘴和尿素管路设置于正常工作状态下。然后开始测试。在步骤S320中，通过调节温控加热单元 12加热向尿素箱的热交换器提供的热介质，以通过热介质循环向尿素箱中的尿素溶液提供热量。在步骤330中，检测尿素箱中的尿素溶液的温度。在步骤S340中，根据检测结果和预定标准来确定尿素箱的解冻时间。然后，方法300结束。应该理解，上述步骤的示出顺序并不表示先后顺序。在测试过程中，步骤S320和步骤S330是同时进行的。并且数据采集处理设备会实时地或定期地收集步骤S330中的检测结果，并且根据所收集的检测结果执行步骤S340。在步骤S340中，根据不同的标准可以测量不同的解冻时间，包括尿素箱初步解冻时间和/或尿素箱充分解冻时间。如上所述，数据采集处理设备可以根据检测到的尿素箱中的尿素溶液温度到达第一阈值判断尿素箱底部解冻成功，从而确定尿素箱的初步解冻时间。或者，数据采集处理设备可以根据尿素泵或喷嘴到达特定工作状态来判断尿素箱底部解冻成功，从而确定尿素箱的初步解冻时间。该尿素箱的初步解冻时间可以测量为从温控加热单元开始加热到尿素箱底部解冻成功所持续的时间。作为替代或补充，数据采集处理设备可以根据所检测的尿素溶液的温度达到第二阈值(例如，o°c)判断尿素箱充分解冻，从而确定尿素箱的充分解冻时间。该尿素箱的充分解冻时间可以测量为从温控加热单元开始加热到尿素箱充分解冻所持续的时间。在一个优选实施例中，方法300中的步骤S320进一步包括通过温度压力传感器检测热介质循环过程中的温度和压力，以及根据所述温度压力传感器的检测结果，调节温控加热单元以模拟发动机实际运行下的热介质循环状况。图4示出了根据本实用新型的另一个实施例的用于测试SCR系统中的尿素溶液解冻能力的测试方法400。该方法400可以通过图1所示的测试系统100或者图2所示的测试系统200来实现以测量尿素管路的解冻时间。如图所示，在准备步骤S410中，将被测SCR 系统设置于低温环境，使得尿素管路冻结；将尿素箱预先解冻。同时通过ECU将尿素泵、尿素喷嘴设置于正常工作状态下。然后开始测试。在步骤S420中，通过E⑶的控制使尿素管路的电加热装置处于加热状态。在步骤S430中，检测尿素泵或喷嘴的工作状态。以及，在步骤S440中，根据尿素泵或喷嘴达到特定工作状态来判断尿素管路解冻成功，从而确定尿素管路的解冻时间。例如，根据尿素泵进入建立压力状态，或者喷嘴进入喷射状态，可以判断尿素管路解冻成功。然后，方法400结束。应该理解，上述步骤的示出顺序并不表示先后顺序。在测试过程中，步骤S420和步骤S430是同时进行的。并且数据采集处理设备会实时地或定期地收集步骤S430中的检测结果，并且根据所收集的检测结果执行步骤S440。本实用新型的实施例提供了更加灵活、准确并能有效节省成本的尿素箱加热器和电加热尿素管路的解冻能力的测试方法和装置。通过用温控加热单元代替发动机可以实现加热介质温度、流量的精确调节，解决了在测试过程中使用发动机冷却液作为加热介质调节困难的问题，并能尽可能接近发动机的真实运行情况。并且根据本实用新型的实施例的测试系统操作简便、灵活，又能明显节约试验费用，并能分别对尿素箱加热器和电加热尿素管路进行测试，增加了 SCR后处理系统分总成的测试手段。本实用新型的实施例可完全独
10立于发动机台架运行，操作方便并能对内部加热的情况进行实时监测，能对尿素箱及尿素管路解冻过程进行更加准确的评测。 虽然已经参考目前考虑到的实施方式描述了本实用新型，但是应该理解本实用新型不限于所公开的实施方式。相反，本实用新型旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。以下权利要求的范围符合最广泛解释，以便包含所有这样的修改及等同结构和功能。
权利要求1.一种用于测试SCR系统中的尿素溶液解冻能力的测试系统，其特征在于，被测SCR系统包括尿素箱(3)、尿素泵(5)、尿素喷嘴(7)、以及在尿素箱和尿素泵之间以及尿素泵和尿素喷嘴之间的尿素管路(16)，所述尿素箱C3)具有无源热交换器，所述尿素管路(16)具有电加热装置，其特征在于，所述测试系统包括温控加热单元(12)，其加热向尿素箱的热交换器提供的热介质，使得通过热介质循环向尿素箱中的尿素溶液提供热量，SCR后处理电子控制单元ECU (14)，其控制被测SCR系统的工作状态以及尿素管路的电加热状态，检测设备(13)，包括用于检测尿素箱中的尿素溶液的温度的温度传感器，数据采集处理设备(1 ，耦合到检测设备和/或ECU，用于根据检测设备的检测结果和预定标准来确定解冻时间。
2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，测试系统在第一测试模式下测试尿素箱的解冻时间，其中在所述第一测试模式中，被测SCR系统被设置于低温环境，使得尿素箱完全冻结，以及通过ECU将尿素泵、尿素喷嘴和尿素管路设置于正常工作状态下，其中温控加热单元(1 加热热介质，数据采集处理设备(1 根据所检测的尿素溶液的温度达到第一阈值判断尿素箱底部解冻成功，从而确定尿素箱的初步解冻时间，以及/或者数据采集处理设备(1 根据所检测的尿素溶液的温度达到第二阈值判断尿素箱充分解冻，从而确定尿素箱的充分解冻时间。
3.根据权利要求1或2所述的测试系统，其特征在于，测试系统在第二工作模式下测试尿素管路的解冻时间，其中在所述第二测试模式中，被测SCR系统被设置于低温环境，使得尿素管路充分冻结，尿素箱已经预先解冻，以及通过E⑶将尿素泵和尿素喷嘴设置于正常工作状态下，通过ECU的控制使尿素管路的电加热装置处于加热状态，其中数据采集处理设备(15)根据尿素泵或喷嘴达到特定工作状态来判断尿素管路解冻成功，从而确定尿素管路的解冻时间。
4.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，还包括热介质泵(11)，设置在温控加热单元与尿素箱之间的管路上，用于提供热介质的循环。
5.根据权利要求1或4所述的测试系统，其特征在于，还包括电磁阀(9)，设置在温控加热单元与尿素箱之间的管路上，用于根据ECU的控制实现热介质循环的通断。
6.根据权利要求1或4所述的测试系统，其特征在于，还包括温度压力传感器，用于检测热介质循环过程中的温度和压力。
专利摘要本实用新型的实施例公开了用于测试SCR系统的解冻能力的方法和系统。所述被测SCR系统包括尿素箱、尿素泵、尿素喷嘴和尿素管路，所述尿素箱具有无源热交换器，所述尿素管路具有电加热装置。根据本实用新型的实施例的测试系统包括温控加热单元，其加热向尿素箱的热交换器提供的热介质，以通过热介质循环向尿素箱中的尿素溶液提供热量；SCR后处理电子控制单元ECU，其控制被测SCR系统的工作状态以及尿素管路的电加热状态；检测设备，包括用于检测尿素箱中的尿素溶液的温度的温度传感器；数据采集处理设备，耦合到检测设备和/或ECU，用于根据检测设备的检测结果和预定标准来确定解冻时间。
文档编号G01M17/007GK201983933SQ20102069275
公开日2011年9月21日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者佟德辉, 孙少军, 王意宝, 邓玉龙, 陶建忠 申请人:潍柴动力股份有限公司