CN109632336A - 一种汽油机金属载体电加热试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽油机金属载体电加热试验装置。它包括电加热控制器，还包括加热催化器和可变电阻电缆线，所述加热催化器、可变电阻电缆线和电加热控制器依次电连接，所述加热催化器包括壳体内的电加热盘和金属载体。本发明不仅解决了目前阶段在试验室中使用金属载体电加热装置可能会造成的安全问题，并简化电加热试验控制过程，为电加热前期开发试验节约了大量的时间和成本。
Description
技术领域
本发明属于汽车发动机排气后处理技术领域，具体涉及一种汽油机金属载体电加热试验装置。
背景技术
发动机排气后处理系统主要作用是降低车辆尾气中的污染物排放。由于冷启动的污染物排放量在整个车辆运行的排放量中占比较大，因此冷启动的污染物处理成为车企关注的焦点。与现有陶瓷载体相比，金属载体优良的起燃特性在更严格的排放法规中，可能会成为应用趋势，大量的试验表明，在金属载体上增加电加热装置，可以更有效地提升催化剂的起燃特性。金属载体电加热试验装置目前阶段处于试验室开发阶段，制造商需要准备大量的试验资源，如车用开发ECU、不同规格的金属载体电加热试验装置、变压器等，针对不同的加热策略和方案，需要实时调整ECU数据及更换，耗费了大量的物料和人力资源。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种汽油机金属载体电加热试验装置。
本发明采用的技术方案是：一种汽油机金属载体电加热试验装置，包括电加热控制器，还包括加热催化器和可变电阻电缆线，所述加热催化器、可变电阻电缆线和电加热控制器依次电连接，所述加热催化器包括壳体内的电加热盘和金属载体。所述金属载体为铁铝合金。
进一步地，为了减少贵金属含量，电加热盘不涂覆催化剂，金属载体涂覆催化剂，电加热盘只起到加热功能，金属载体起到净化尾气的功能。
进一步地，所述电加热盘设有外置的加热接头，所述加热接头前半部分加工有螺纹，用于与可变电阻电缆线的一端进行固定，所述加热接头另一端伸入壳体且接触到电加热盘。
金属载体与壳体之前装有隔热并绝缘的耐热纤维。可以提升保温性能，加速起燃。
进一步地，所述电加热盘和金属载体之间设有间隙，所述间隙为5-10mm。所述金属载体可拆装。
进一步地，所述电加热控制器与电源电连接。
进一步地，所述加热催化器底部设有温度传感器，所述温度传感器与温度采集监控模块一端电连接，所述温度采集监控模块另一端分别连接至电脑和ECU。温度传感器在加热催化器封装时在特定位置固定好，温度传感器从后端锥向前伸入约金属载体长度的2/3处。且温度传感器与温度采集监控模块相连，温度采集监控模块与电脑相连，实时显示和监控催化器床温。
进一步地，所述可变电阻电缆线两端均有圆形连接孔的接头，中间设置一个接线盒，接线盒两端设置in线和out线，其中out线固定，in线端有接头；5段电阻丝串联在接线盒内，接线盒外部设置有接线孔1～接线孔5，可以根据需求电阻的大小选择性地接入不同的接线孔，从而获得不同的电阻，当入口in端的接头接入接线孔1时，获得最大的电阻，接入接线孔5时，获得最小电阻。
进一步地，所述电加热控制器内设有两个开关，一个是电源开关，一个是加热开关，当电源开关连通时，电路通电，指示灯亮；当加热开关连通时，回路接通，开始加热。
本发明中的可变电阻电缆线，可以根据需要选择不同电阻来满足不同的加热功率需求；可拆装的加热催化器，可以根据需要更换金属载体以便对比不同规格载体的排放特性，选出最优的方案；另外便携的外置式电加热控制器，可以随时按照需要调整加热策略。本发明适用于目前电加热载体在试验开发应用中，通过快速匹配不同加热功率、不同金属载体、不同涂覆技术和贵金属方案、不同电加热策略，组合确定最佳的技术方案和电加热控制策略，再将最佳的电加热策略加入车辆ECU控制进行后续的量产开发。不仅解决了目前阶段在试验室中使用金属载体电加热装置可能会造成的安全问题，并简化电加热试验控制过程，为电加热前期开发试验节约了大量的时间和成本。
附图说明
图1是本发明布置示意图；
图2是加热催化器结构示意图；
图3是可变电阻电缆线结构示意图。
图中，1-加热催化器(a-电加热盘、b-金属载体、c-加热接头、e-卡扣)、2-可变电阻电缆线(21-接线盒)、3-电加热控制器(31-指示灯)、4-电源、5-温度传感器、6-温度采集监控模块、7-ECU、8-电脑。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1所示，本发明提供一种汽油机金属载体电加热试验装置，包括加热催化器1、可变电阻电缆线2、电加热控制器3、电源(蓄电池)4、温度传感器5、温度采集监控模块6。
如图1所示，加热催化器1布置在发动机排气歧管出口或增压器出口，加热催化器1包括电加热盘a和金属载体b，电加热盘a前端设置有加热接头c，突出壳体约2cm左右，可变电阻电缆线2两端设置有圆形接口，一端与加热接头c相连后用螺母固定，另一端与电加热控制器3相连。电加热盘a上的加热接头c与壳体导电形成回路，.通电后对电加热盘a加热，然后电加热盘a对气体进行加热，b是金属载体，涂覆贵金属后对气体污染物进行净化。
如图1所示，为了保证试验中加热时间的准确性，电加热控制器3上设置有两个开关，一个电源开关，一个加热开关。当电源开关连通，电加热控制器通电，指示灯31点亮，开始加热时，再将加热的开关连通，电加热控制器电路全部接通，开始加热。
如图1所示，金属载体上布置有温度传感器5，温度传感器5与温度采集监控模块6相连，并用数据线将ECU7及电脑8相连。
如图1所示，当电加热控制器电源开关连通时，控制器上电成功，根据实际制定的加热策略，在发动机启动之前或者发动机启动时将控制器上的加热开关连通，对加热的时间进行控制，电流经控制器到达电加热盘a，对电加热盘a进行加热，催化器床温通过温度传感器5在电脑上实时显示，在床温将要达到目标要求温度时，断开加热开关，并断开电源开关，此时，电加热回路断电。
如图2所示，加热催化器1是可拆装的。在电加热盘a出口安装了一个可拆装的法兰，金属载体b进口端也安装了一个可拆装法兰，金属壳体内部设置有固定用的卡扣e，进口和出口各设置三个卡扣，需要换载体时，打开卡扣，取出载体，更换完成后，闭合卡扣。根据试验方案，可以将不同结构、不同目数、不同长度、不同孔道结构以及不同贵金属配方涂覆的金属载体换到壳体中进行试验。最终选出最优结构和配方的金属载体。
如图2所示，加热催化器1分为两部分，电加热盘a和金属载体b，要注意的是，电加热盘a设置的加热接头c，需要直接接触到电加热盘a，另外，金属载体b与壳体之间有耐热纤维，此纤维的作用是隔热、保存催化器热量、绝缘。金属载体床温的测量由温度传感器5完成，温度传感器5在催化器焊接总成之前需要固定在催化器内部，为防止温度传感器接触到电加热盘发生短路，需要将温度传感器从催化器后端锥伸入，伸入长度约为金属载体的2/3处，并在后端锥壁面上焊接一个安装温度传感器座子，将温度传感器固定好后再焊接催化器总成。
如图3所示，可变电阻电缆线2两端均设置有圆形连接孔的接头，中间设置一个接线盒21，接线盒两端设置in线和out线，其中out线固定不动，in线端有接头，5段电阻丝串联在接线盒内，接线盒外部设置有接线孔1～5，可以根据需求电阻的大小选择性地接入不同的接线孔，从而获得不同的电阻。当入口in端的接头接入接线孔1时，获得最大的电阻，接入接线孔5时，获得最小电阻。本发明提供的电加热载体的电加热盘电阻极低，按照每次试验前设置的方案，将不同加热功率下对应的电阻计算出来，然后电阻的变化由接入不同的接线孔来决定，目的在于，可以在不更换电加热盘的前提下，实现不同加热功率对起燃和排放的影响，从而选出最优化的加热功率，最终选出最优的电加热盘电阻。本发明可以输出的功率在1.5kw-3.5kw之间。
一种电加热金属载体催化器的加热控制方法，包括：
加热催化器1布置在发动机排气歧管出口或增压器出口，当电加热控制器3的电源4开关连通时，电加热控制器3上电成功，电源指示灯31亮，根据实际制定的加热策略，在发动机启动之前或者发动机启动时连通控制器上的加热开关，对加热时间进行控制，当连通加热开关时，电流经控制器到达电加热盘a，对电加热盘a进行加热，金属载体b起到净化尾气的功能，催化器床温通过温度传感器5在电脑8上实时显示，在床温将要达到目标要求的温度时，断开加热开关，此时，加热完毕，并断开电源开关，电加热回路断电。
本发明电加热盘与金属载体封装在两个直径相同的壳体内，中间用法兰连接，可以方便更换不同的金属载体(不同目数、不同贵金属配方、不同金属载体孔道结构)，电加热盘无需试制多套，仅更换金属载体部件，实现快速多方案验证和选择，节约开发成本和周期；电加热盘不涂覆，降低贵金属用量，降低发动机成本；通过电加热控制器控制电加热电路通断，控制方式简便、易操作；可变电阻电缆线，可以实现不同加热功率的试验方案，无需试制不同功率电加热样件，通过可变电阻快速试验选择最合适的功率方案，缩短试制零件的周期，提高试验效率；单独用外置式的蓄电池做电源，安全可靠，免去了对整车蓄电池电量的影响，很好地保证试验安全性。对现有汽车采用金属载体电加热策略，有效提升催化剂的起燃性能，大幅降低冷启动的HC及CO排放量，与现有陶瓷载体相比，结构紧凑，体积减小。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (6)
1.一种汽油机金属载体电加热试验装置，包括电加热控制器，其特征在于：还包括加热催化器和可变电阻电缆线，所述加热催化器、可变电阻电缆线和电加热控制器依次电连接，所述加热催化器包括壳体内的电加热盘和金属载体。
2.根据权利要求1所述一种汽油机金属载体电加热试验装置，其特征在于：所述电加热盘设有外置的加热接头，所述加热接头前半部分加工有螺纹，用于与可变电阻电缆线的一端进行固定，所述加热接头另一端伸入壳体且接触到电加热盘。
3.根据权利要求1所述一种汽油机金属载体电加热试验装置，其特征在于：所述电加热盘和金属载体之间设有间隙，所述间隙为5-10mm。
4.根据权利要求1所述一种汽油机金属载体电加热试验装置，其特征在于：所述电加热控制器与电源电连接。
5.根据权利要求1所述一种汽油机金属载体电加热试验装置，其特征在于：所述加热催化器底部设有温度传感器，所述温度传感器与温度采集监控模块一端电连接，所述温度采集监控模块另一端分别连接至电脑和ECU。
6.根据权利要求1所述一种汽油机金属载体电加热试验装置，其特征在于：所述可变电阻电缆线两端均有圆形连接孔的接头，中间设置一个接线盒，接线盒两端设置in线和out线，其中out线固定，in线端有接头；5段电阻丝串联在接线盒内，接线盒外部设置有接线孔1～接线孔5，可以根据需求电阻的大小选择性地接入不同的接线孔，从而获得不同的电阻，当入口in端的接头接入接线孔1时，获得最大的电阻，接入接线孔5时，获得最小电阻。
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