一种天然气发动机催化器台架起燃测试装置及方法与流程

本发明涉及汽车尾气处理领域，尤其涉及一种天然气发动机催化器台架起燃测试装置及方法。

背景技术：

1、为了满足国家尾气排放标准，充分发挥天然气燃料低成本、低污染和高热效率的优势，后处理技术路线由国五的稀薄燃烧+氧化型催化器调整为当量燃烧+三元催化器来处理国六天然气发动机的尾气排放。

2、三元催化器的转化效率直接影响发动机尾气净化效果，转化效率与三元催化器入口温度有密切关系，只有当该温度达到一定数值后，三元催化器才开始有效工作，即为起燃温度。起燃温度的准确测试对三元催化器性能的准确评价至关重要，否则将会误判三元催化器起燃性能，对研发产生干扰。

3、三元催化器的温度测试现有技术路线概况如下：

4、1.采用多种标准气体按照一定比例配制成混合气，模拟发动机尾气；

5、2.基于反应炉的温度控制功能，待准备就绪后，按照一定的升温速率在一定的温度区间进行温度控制；

6、3.采用红外分析仪依次测试三元催化器催化单元小样前后的各气体组分浓度，通过计算转化效率形成起燃温度数据。

7、现有技术路线的明显缺点在于配制的模拟混合气与发动机工作中的尾气存在差异。发动机真实尾气受发动机燃烧、发动机进排气道和发动机控制等多因素影响，状态较为复杂。而配制的模拟混合气仅为多种标准气体的组合，不能准确再现发动机尾气状态，故基于该模拟混合气测试的三元催化器起燃数据与实际存在较大不符，影响其准确评价。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，针对以上现有技术问题。提出一种提高电容检测灵敏度的系统及方法，实现在发动机台架、真实尾气排放、三元催化器实际使用场景中的起燃测试。

2、一种天然气发动机催化器台架起燃测试装置，由天然气发动机、台架起燃测试装置、热电偶、三元催化器组成，天然气发动机、台架起燃测试装置、热电偶、三元催化器均通过排气管连接。

3、进一步的，一种天然气发动机催化器台架起燃测试装置，所述台架起燃测试装置通过排气管串联在天然气发动机和三元催化器之间；热电偶设置距三元催化器载体端面小于300mm的排气管位置，该位置位于架起燃测试装置和三元催化器之间。

4、进一步的，一种天然气发动机催化器台架起燃测试装置，所述台架起燃测试装置包括集成电控柜、冷却风机、冷却通道、上游进气法兰、直通通道、下游出气法兰、组成，所述下游出气法兰左端与天然气发动机右端的排气管连接，上游进气法兰右端与三元催化器左端的排气管连接。

5、进一步的，一种天然气发动机催化器台架起燃测试装置，所述直通通道与上游进气法兰左端连接，冷却通道与下游出气法兰右端连接，集成电控柜与冷却风机置于冷却通道。

6、一种天然气发动机催化器台架起燃测试方法，应用于发动机尾气净化，发动机尾气从天然气发动的废气涡轮排入台架起燃测试装置控制温度，再经过排气管排入三元催化器净化后排入大气。

7、进一步的，一种天然气发动机催化器台架起燃测试方法，所述上游进气法兰、下游出气法兰通过阀门控制发动机尾气出入，当需要控制尾气温度时，上游进气法兰、下游出气法兰的阀门均开启；当无需控制尾气温度时，只开启上游进气法兰的阀门，关闭下游出气法兰的阀门。

8、进一步的，一种天然气发动机催化器台架起燃测试方法，所述尾气温度过高时，下游出气法兰的阀门开口大于游进气法兰的阀口，使多数尾气进入冷却通道冷却温度，经冷却风机实现降温；所述尾气温度过低时，下游出气法兰的阀门开口小于游进气法兰的阀口，使多数尾气进入直通通道提高温度，实现升温。

9、进一步的，一种天然气发动机催化器台架起燃测试方法，所述热电偶用于测试发动机尾气温度，通过控制台架起燃测试装置降低尾气温度，当热电偶测试温度为三元催化器起燃温度时时，打开三元催化器，燃烧尾气中的各污染物，并伴随时间通过控制台架起燃测试装置升高温度；当热电偶达到三元催化器中污染物最高燃烧温度上限时，关闭三元催化器。

10、进一步的，一种天然气发动机催化器台架起燃测试方法，所述三元催化器运行时，打开三元催化器上下游的双路排放采集系统，保持尾气中各组分浓度的实时采集，三元催化器上下游某气体组分转化效率计算式为：

11、α＝(c1-c2)/c1*100％

12、其中α代表转换率，c1代表上游某气体组分浓度，c2代表下游某气体组分浓度。

13、本发明的有益效果为：通过一种天然气发动机催化器台架起燃测试装置及方法，实现实时控制天然气尾气温度，实时采集尾气中各污染物浓度采集，优点在于能够真实反映天然气发动机三元催化器在实际使用场景下的起燃性能，达到准确评价目的；能够规范行业内天然气发动机三元催化器台架起燃的测试方法。

技术特征：

1.一种天然气发动机催化器台架起燃测试装置，由天然气发动机、台架起燃测试装置、热电偶、三元催化器组成，其特征在于，天然气发动机、台架起燃测试装置、热电偶、三元催化器均通过排气管连接。

2.根据权利要求1所述一种天然气发动机催化器台架起燃测试装置，其特征在于，所述台架起燃测试装置通过排气管串联在天然气发动机和三元催化器之间；热电偶设置距三元催化器载体端面小于300mm的排气管位置，该位置位于架起燃测试装置和三元催化器之间。

3.根据权利要求1所述一种天然气发动机催化器台架起燃测试装置，其特征在于，所述台架起燃测试装置包括集成电控柜(1)、冷却风机(2)、冷却通道(3)、上游进气法兰(4)、直通通道(5)、下游出气法兰(6)、组成，所述下游出气法兰(6)左端与天然气发动机右端的排气管连接，上游进气法兰(4)右端与三元催化器左端的排气管连接。

4.根据权利要求3所述一种天然气发动机催化器台架起燃测试装置，其特征在于，所述直通通道(5)与上游进气法兰(4)左端连接，冷却通道(3)与下游出气法兰(6)右端连接，集成电控柜(1)与冷却风机(2)置于冷却通道(3)。

5.一种天然气发动机催化器台架起燃测试方法，应用于发动机尾气净化，其特征在于，发动机尾气从天然气发动的废气涡轮排入台架起燃测试装置控制温度，再经过排气管排入三元催化器净化后排入大气。

6.根据权利要求5所述一种天然气发动机催化器台架起燃测试方法，其特征在于，所述上游进气法兰(4)、下游出气法兰(6)通过阀门控制发动机尾气出入，当需要控制尾气温度时，上游进气法兰(4)、下游出气法兰(6)的阀门均开启；当无需控制尾气温度时，只开启上游进气法兰(4)的阀门，关闭下游出气法兰(6)的阀门。

7.根据权利要求5所述一种天然气发动机催化器台架起燃测试方法，其特征在于，所述尾气温度过高时，下游出气法兰(6)的阀门开口大于上游进气法兰(4)的阀口，使多数尾气进入冷却通道(3)冷却温度，经冷却风机(2)实现降温；所述尾气温度过低时，下游出气法兰(6)的阀门开口小于游进气法兰的阀口，使多数尾气进入直通通道提高温度，实现升温。

8.根据权利要求5所述一种天然气发动机催化器台架起燃测试方法，其特征在于，所述热电偶用于测试发动机尾气温度，通过控制台架起燃测试装置降低尾气温度，当热电偶测试温度为三元催化器起燃温度时时，打开三元催化器，燃烧尾气中的各污染物，并伴随时间通过控制台架起燃测试装置升高温度；当热电偶达到三元催化器中污染物最高燃烧温度上限时，关闭三元催化器。

9.根据权利要求5所述一种天然气发动机催化器台架起燃测试方法，其特征在于，所述三元催化器运行时，打开三元催化器上下游的双路排放采集系统，保持尾气中各组分浓度的实时采集，三元催化器上下游某气体组分转化效率计算式为：

技术总结
本发明的目的在于提出一种天然气发动机催化器台架起燃测试装置及方法。装置由天然气发动机、台架起燃测试装置、热电偶、三元催化器组成，天然气发动机、台架起燃测试装置、热电偶、三元催化器均通过排气管连接；方法为发动机尾气从天然气发动的废气涡轮排入台架起燃测试装置控制温度，再经过排气管排入三元催化器净化后排入大气。通过一种天然气发动机催化器台架起燃测试装置及方法能够真实反映天然气发动机三元催化器在实际使用场景下的起燃性能，达到准确评价目的；能够规范行业内天然气发动机三元催化器台架起燃的测试方法。

技术研发人员：先登兵,尹婷,龙海,蒋发军,李阳,刘梅霞,张志凤,王云,李云,陈启章
受保护的技术使用者：中自环保科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14