CN114235435B - 一种汽车排气系统氨混测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车排气系统氨混测试装置，包括：柔性底座，取气管，同步连杆，电机底座，伺服电机，导向光轴，和气体检测机构。采用伺服电机和丝杠传动的方式驱动取气管沿取气通道移动，使取气管移动至预设取气点以达到取气检测的目的；每组取气管由同步连杆同时带动，待测催化器进气口和出气口的同组取气管可实现一次排气操作下的同时取气，且待测催化器除加装取气件以外无结构破坏，测量效果好、测量精度高、大大提高了测量效率。
Description
技术领域
本发明涉及汽车测试设备技术领域，更具体的说是涉及一种汽车排气系统氨混测试装置。
背景技术
在我国，由于柴油硫含量较高，SCR技术以其抗硫性能好，被认为是重型柴油机最可行的NOx排放控制后处理技术。随着大城市率先实施国IV排放法规，国内已经出现了越来越多的搭载SCR后处理系统的乘用车，在SCR结构中有一个重要的评价参数--氨分布(氨混)，氨混不均匀将严重影响产品的性能，严重的将导致排放不合格，产品标定工作无法进行。
在研究过程中发现，现阶段氨混结果主要以仿真结果为主，针对氨混的分布的测试方案主要有以下几种：
第一，将催化器后部分产品结构去掉，然后采用机械手臂控制测头，在催化器端面进行逐点测量，此方法严重破坏产品结构，导致测量结果偏差比较大。
第二，在催化器内部各个测点都布置测头，然后进行记录，该方案严重破坏内部流场，结果偏差较大不可取。
第三，采用手动切换测头，对内部流场影响较小，且不破坏产品结构，但是每次更换测头位置都得停车，然后重新启动，效率极低，且每次启动会导致原排不一致，导致测量结果偏差较大。
有鉴于此，如何提供一种测量结果精确，测试结构简单的高效氨混测量装置，是本领域人员亟需解决的一个技术问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。
为此，本发明的一个目的在于提出一种汽车排气系统氨混测试装置，待测件为催化器，催化器具有进气口和排气口，包括：
柔性底座，所述催化器的外表面设置有至少一组取气件，每组所述取气件有两个，分别靠近所述催化器的进气口和排气口设置；所述取气件上下贯穿设置有取气通道，所述取气通道向下延伸直至与所述催化器的内腔连通；所述柔性底座的两端分别与同一组的两个取气件固定连接或可拆卸连接；
取气管，所述取气管的下端插入所述取气通道内，所述取气管至少有一组，每组所述取气管与每组所述取气通道一一对应；
同步连杆，所述同步连杆位于所述柔性底座的上方，其两端分别与同一组的两个取气管固定连接或可拆卸连接；
电机底座，所述电机底座位于所述同步连杆的上方，其两端分别与同一组的两个取气管滑动连接，或所述电机底座的两端不与所述取气管连接，或所述电机底座贯穿设置有用于取气管通过的通孔；
伺服电机，所述伺服电机设置于所述电机底座上，其输出端朝下并驱动丝杠；所述同步连杆的对应所述伺服电机的输出端固定设置有T型螺母，所述丝杠与所述T型螺母螺纹连接，其下端贯穿所述同步连杆并向所述柔性底座方向延伸；
导向光轴，所述导向光轴有一个或多个，所述导向光轴顶端与所述电机底座的下表面固定连接，底端贯穿所述同步连杆后与所述柔性底座的上表面固定连接，所述同步连杆能够沿所述导向光轴滑动；
气体检测机构，所述取气管收集到催化器内的待测气体后能够将所述待测气体送入所述气体检测机构进行氨混测试。
本发明的有益效果是：
采用伺服电机和丝杠传动的方式驱动取气管沿取气通道移动，使取气管移动至预设取气点以达到取气检测的目的；每组取气管由同步连杆同时带动，待测催化器进气口和出气口的同组取气管可实现一次排气操作下的同时取气，且待测催化器除加装取气件以外无结构破坏，测量效果好、测量精度高、大大提高了测量效率。
进一步的，还包括第一固定螺母，所述柔性底座的两端向内凹陷形成第一安装槽，所述取气件设置于所述第一安装槽内，所述第一安装槽的侧壁贯穿前后表面设置有第一螺孔，所述第一固定螺母与所述第一螺孔螺纹连接并与所述取气件抵接。
第一安装槽的尺寸可设置为大于一般取气件的外径，不同尺寸的催化器对应不同尺寸的取气件，第一安装槽可适配各种大小的取气件，将取气件置入第一安装槽后通过第一固定螺母紧固即可。
进一步的，还包括第二固定螺母，所述同步连杆的两端向内凹陷形成第二安装槽，所述取气管设置于所述第二安装槽内，所述第二安装槽的侧壁贯穿前后标明设置有第二螺孔，所述第二固定螺母与所述第二螺孔螺纹连接并与所述取气管抵接。
第二安装槽的作用与第一安装槽的作用类似，区别仅在于用于固定不同尺寸的取气管，其固定原理和结构与第一安装槽相同。
优选的，所述丝杠为T型丝杠，丝杠升角为4.86°。所述取气管的下端为斜口，所述斜口的斜度为65°。
进一步的，所述同步连杆在与所述导向光轴的滑动连接处设置有滚珠轴承。滚珠轴承可减少同步连杆与导向光轴之间的滑动摩擦，保证伺服电机运行时，两者可以低阻力高效移动。
进一步的，所述取气管与所述取气通道之间设置有高温密封膜。上述高温密封膜的形态类似于一层油膜，目的是避免催化器内的气体从取气管和取气通道之间的缝隙流出；需要说明的是，即使不设置上述高温密封膜，少量的气体流出并不会影响催化器内气体各组分的浓度和分布，不会对最终测试结果产生明显影响。
进一步的，所述取气管的上端与排风柜连通，且每根所述取气管的上端都设置有电磁阀门。
电磁阀门可控制取气管内的气体流向排风柜，电磁阀门可通过外部控制器或设置按钮进行开关控制。
进一步的，所述排风柜具有气体分析元件和显示屏，所述气体分析元件能够根据所述取气管提供的气体进行成分分析，并将分析数据显示在所述显示屏上。
该排风柜中的气体分析元件采用常规气体分析软件即可，无特殊要求，该气体分析软件的检测结果可通过有线或无线通信方式传输至显示屏显示，而后通过人工根据气体数据按氨混计算公式进行氨混计算。
优选的，所述导向光轴有两个，分别设置于所述丝杠的左右两侧。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为结构示意图(未显示电磁阀门和气体检测机构)；
图2为图1中A处放大示意图；
图3为图1中B处放大示意图；
图4为另一种实施例中的结构示意图；
图5为测试例催化器结构简图。
其中，1-催化器，2-柔性底座，3-取气件，4-取气管，5-同步连杆，6-电机底座，7-伺服电机，8-丝杠，9-T型螺母，10-导向光轴，11-第一固定螺母，12-第一安装槽，13-第二固定螺母，14-第二安装槽，15-滚珠轴承。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
实施例1
如图1-3所示，本实施例公开了一种汽车排气系统氨混测试装置，待测件为催化器1，催化器1具有进气口和排气口，包括：柔性底座2，催化器1的外表面设置有一组取气件3，取气件3有两个，分别靠近催化器1的进气口和排气口设置；取气件3上下贯穿设置有取气通道，取气通道向下延伸直至与催化器1的内腔连通；柔性底座2的两端分别与两个取气件3固定可拆卸连接；取气管4，取气管4的下端插入取气通道内，取气管4与取气通道一一对应；同步连杆5，同步连杆5位于柔性底座2的上方，其两端分别与两个取气管4固定连接或可拆卸连接；电机底座6，电机底座6位于同步连杆5的上方，电机底座6的两端贯穿设置有用于取气管4通过的通孔；伺服电机7，伺服电机7设置于电机底座6上，其输出端朝下并驱动丝杠8；同步连杆5的对应伺服电机7的输出端固定设置有T型螺母9，丝杠8与T型螺母9螺纹连接，其下端贯穿同步连杆5并向柔性底座2方向延伸；导向光轴10，导向光轴10有两个，分别设置于丝杠8的左右两侧，导向光轴10顶端与电机底座6的下表面固定连接，底端贯穿同步连杆5后与柔性底座2的上表面固定连接，同步连杆5能够沿导向光轴10滑动；气体检测机构，取气管4收集到催化器1内的待测气体后能够将待测气体送入气体检测机构进行氨混测试。
在本实施例中，两个取气管4分别靠近进气口和出气口的位置设置，并且两个取气管4沿进气口至出气口的直线方向设置；取气管4虽然与电机底座6没有直接的连接关系，但从电机底座6两端的通孔通过也可以对取气管4进行限位，一方面维持取气管4上下移动的稳定性，另一方面也保证取气管4的上半段不会发生偏移。
在本实施例中，丝杠8的底端向柔性底座2的方向延伸，但出于安全考虑，丝杠8的底部不应与柔性底座2抵接或柔性底座2应当开设一定空间容纳丝杠8，保证丝杠8转动无阻碍。
在本实施例中，还包括第一固定螺母11，柔性底座2的两端向内凹陷形成第一安装槽12，取气件3设置于第一安装槽12内，第一安装槽12的侧壁贯穿前后表面设置有第一螺孔，第一固定螺母11与第一螺孔螺纹连接并与取气件3抵接。还包括第二固定螺母13，同步连杆5的两端向内凹陷形成第二安装槽14，取气管4设置于第二安装槽14内，第二安装槽14的侧壁贯穿前后标明设置有第二螺孔，第二固定螺母13与第二螺孔螺纹连接并与取气管4抵接。同步连杆5在与导向光轴10的滑动连接处设置有滚珠轴承15。取气管4与取气通道之间设置有高温密封膜。
在本实施例中，丝杠8为T型丝杠8，丝杠8升角为4.86°。取气管4的下端为斜口，斜口的斜度为65°。经研究发现，丝杠8升角为4.86°时，同步连杆5的稳定性最佳，取气管4的下端设置为斜口时，一方面可以提高取气量，加快取气速度，另一方面，研究发现当斜口为65°时，取气管4的下端对于催化器1内的气流阻碍可将至最低，不会破坏气流流畅度，进一步提高了检测精度。
在本实施例中，取气管4的上端与排风柜连通，且每根取气管4的上端都设置有电磁阀门。排风柜具有气体分析元件和显示屏，气体分析元件能够根据取气管4提供的气体进行成分分析，并将分析数据显示在显示屏上。电磁阀门的数量应当与取气管4的数量对应使得每一根取气管4上都有对应的电磁阀门，以一组取气管4为例，同组的两个取气管4取气时为同步操作，取气后，气体短暂的在取气管4内停留，此时，其中一个取气管4的电磁阀门打开，使气体进入排风柜内进行气体检测，另一个取气管4等待，气体检测结束后，排风柜将气体排出，另一个取气管4的电磁阀门打开，而后送入排风柜进行气体检测，简而言之，电磁阀门的设置可以实现两个甚至多个取气管4依次进行气体检测，检测有序，且只需要一个排风柜(气体检测设备)即可。
具体工作过程如下：
当需要进行催化器1气体取样时，启动伺服电机7，伺服电机7运转带动丝杠8转动，丝杠8传动至T型螺母9，T型螺母9受限无法转动，因此会带动同步连杆5下移，同步连杆5带动两端的同组取气管4同时伸入催化器1的进气口和出气口方向，实现催化器1两端头同时取气；取气管4伸入催化器1时，由于催化器1内腔和取气管4内腔存在气压差，气体会自然流入取气管4内；取气后控制电磁阀门对取气管4内的气体依次进行成分分析，而后通过氨混计算公式即可计算得出氨混结果。
实施例2
如图4所示，本实施例采用两套取气设备，与实施例1相比可同时对两个位置同时进行进气口、出气口取气，提高效率的同时也实现了一次排气操作、不同点位下的进气口出气口同时取气。
测试例1
如图5所示，通过本发明公开的装置对待测催化器进行氨混气体检测结果如下：
根据表格中NH3表的数据按照以下公式进行氨混计算，其中γ代表氨混结果，Ci代表测试点浓度，/>代表浓度平均值，n为测点数，i为第i个测点，以上公式为公知计算公式。
在现有技术中，手动测量的单次结果较为准确，在一次排气操作下同时采用本装置测量和采用手动测量的结果基本一致，说明本发明采用的装置测量结果精度准确可信。
本发明公开了一种汽车排气系统氨混测试装置，采用伺服电机和丝杠传动的方式驱动取气管沿取气通道移动，使取气管移动至预设取气点以达到取气检测的目的；每组取气管由同步连杆同时带动，待测催化器进气口和出气口的同组取气管可实现一次排气操作下的同时取气，且待测催化器除加装取气件以外无结构破坏，测量效果好、测量精度高、大大提高了测量效率。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种汽车排气系统氨混测试装置，待测件为催化器(1)，催化器(1)具有进气口和排气口，其特征在于，包括：
柔性底座(2)，所述催化器(1)的外表面设置有至少一组取气件(3)，每组所述取气件(3)有两个，分别靠近所述催化器(1)的进气口和排气口设置；所述取气件(3)上下贯穿设置有取气通道，所述取气通道向下延伸直至与所述催化器(1)的内腔连通；所述柔性底座(2)的两端分别与同一组的两个取气件(3)固定连接或可拆卸连接；
取气管(4)，所述取气管(4)的下端插入所述取气通道内，所述取气管(4)至少有一组，每组所述取气管(4)与每组所述取气通道一一对应；
同步连杆(5)，所述同步连杆(5)位于所述柔性底座(2)的上方，其两端分别与同一组的两个取气管(4)固定连接或可拆卸连接；
电机底座(6)，所述电机底座(6)位于所述同步连杆(5)的上方，其两端分别与同一组的两个取气管(4)滑动连接，或所述电机底座(6)的两端不与所述取气管(4)连接，或所述电机底座(6)贯穿设置有用于取气管(4)通过的通孔；
伺服电机(7)，所述伺服电机(7)设置于所述电机底座(6)上，其输出端朝下并驱动丝杠(8)；所述同步连杆(5)的对应所述伺服电机(7)的输出端固定设置有T型螺母(9)，所述丝杠(8)与所述T型螺母(9)螺纹连接，其下端贯穿所述同步连杆(5)并向所述柔性底座(2)方向延伸；
导向光轴(10)，所述导向光轴(10)有一个或多个，所述导向光轴(10)顶端与所述电机底座(6)的下表面固定连接，底端贯穿所述同步连杆(5)后与所述柔性底座(2)的上表面固定连接，所述同步连杆(5)能够沿所述导向光轴(10)滑动；
气体检测机构，所述取气管(4)收集到催化器(1)内的待测气体后能够将所述待测气体送入所述气体检测机构进行氨混测试。
2.根据权利要求1所述的一种汽车排气系统氨混测试装置，其特征在于，还包括第一固定螺母(11)，所述柔性底座(2)的两端向内凹陷形成第一安装槽(12)，所述取气件(3)设置于所述第一安装槽(12)内，所述第一安装槽(12)的侧壁贯穿前后表面设置有第一螺孔，所述第一固定螺母(11)与所述第一螺孔螺纹连接并与所述取气件(3)抵接。
3.根据权利要求1所述的一种汽车排气系统氨混测试装置，其特征在于，还包括第二固定螺母(13)，所述同步连杆(5)的两端向内凹陷形成第二安装槽(14)，所述取气管(4)设置于所述第二安装槽(14)内，所述第二安装槽(14)的侧壁贯穿前后标明设置有第二螺孔，所述第二固定螺母(13)与所述第二螺孔螺纹连接并与所述取气管(4)抵接。
4.根据权利要求1所述的一种汽车排气系统氨混测试装置，其特征在于，所述丝杠(8)为T型丝杠(8)，丝杠(8)升角为4.86°。
5.根据权利要求1所述的一种汽车排气系统氨混测试装置，其特征在于，所述取气管(4)的下端为斜口，所述斜口的斜度为65°。
6.根据权利要求1所述的一种汽车排气系统氨混测试装置，其特征在于，所述同步连杆(5)在与所述导向光轴(10)的滑动连接处设置有滚珠轴承(15)。
7.根据权利要求1所述的一种汽车排气系统氨混测试装置，其特征在于，所述取气管(4)与所述取气通道之间设置有高温密封膜。
8.根据权利要求1所述的一种汽车排气系统氨混测试装置，其特征在于，所述取气管(4)的上端与排风柜连通，且每根所述取气管(4)的上端都设置有电磁阀门。
9.根据权利要求8所述的一种汽车排气系统氨混测试装置，其特征在于，所述排风柜具有气体分析元件和显示屏，所述气体分析元件能够根据所述取气管(4)提供的气体进行成分分析，并将分析数据显示在所述显示屏上。
10.根据权利要求1所述的一种汽车排气系统氨混测试装置，其特征在于，所述导向光轴(10)有两个，分别设置于所述丝杠(8)的左右两侧。
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