技术领域
[0001] 本
发明涉及一种催化转化器的耐久试验装置及其试验方法，属于
发动机排气系统技术领域。
背景技术
[0002] 随着排放法规由国五逐步进入国六，
碳氧化物、碳氢化物及氮氧化物等污染物排放限制越来越严，考虑到这些污染物发生催化转化反应时需要的高温高热量条件，主机厂开始更多选择紧耦合催化转化器替代底盘催化器作为排气系统设计方案。这样的设计选择主要基于以下两方面考虑：一方面，相对于国五阶段的底盘催化转化器，紧耦合催化转化器离发动机距离更近，获得热量也越多，
温度进而越高，更有利于排放污染物发生
氧化还原反应，排放越能满足国六排放法规要求；另一方面，为了解决
冷启动和低温下的排放问题，紧耦合催化转化器都要求带有
隔热罩，可以进一步减少紧耦合催化转化器上的热量散失，最大程度发挥催化剂的能
力。
[0003] 而对于排气系统供应商，针对催化转化器的耐久试验，主要关注试验时高温工况时催化转化器的进气温度和其表面温度，因为高温工况时这两个温度对
衬垫的老化有重要影响，而衬垫的老化性能根本上会影响到催化转化器的封装耐久性能。
[0004] 因此有必要设计出一种催化转化器的耐久试验装置及其试验方法，以满足更苛刻的高温试验条件。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种能够满足更苛刻高温试验条件的催化转化器的耐久试验装置及其试验方法。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种催化转化器的耐久试验装置，所述耐久试验装置包括用以安装所述催化转化器的外部模
块以及用以与所述催化转化器相连的热态气流源模块，所述耐久试验装置还包括温度控
制模块、温度监控模块以及
散热模块，其中所述
温度控制模块包括温度加热组件，所述温度监控模块包括
热电偶，所述散热模块包括散热组件。
[0007] 作为本发明进一步改进的技术方案，所述外部模块包括
箱体以及样件进出仓
门，所述样件进出仓门用以在安装所述催化转化器时让所述催化转化器通过，所述催化转化器在安装后位于所述箱体中。
[0008] 作为本发明进一步改进的技术方案，所述外部模块包括与所述散热组件相配合的散热
阀门。
[0009] 作为本发明进一步改进的技术方案，所述温度
控制模块包括温度
传感器、
风扇组件以及闭环控制组件，所述温度加热组件位于所述箱体中，所述闭环控制组件用以设置所述催化转化器的表面目标温度，并控制所述温度加热组件的启停以使温度满足要求。
[0010] 作为本发明进一步改进的技术方案，所述温度监控模块与所述温度控制模块相连。
[0011] 作为本发明进一步改进的技术方案，所述散热组件包括散热阀门和散热风扇，所述散热阀门与所述温度控制模块相连，在所述温度控制模块停止时会自动开启；所述散热风扇在所述温度控制模块启动时会自动关闭，并在所述温度控制模块停止时自动开启。
[0012] 作为本发明进一步改进的技术方案，所述耐久试验装置包括夹具模块，所述夹具模块包括样件固定夹具和进出气转接夹具，其中所述样件固定夹包括固定在所述箱体的底面的固定底座和与所述固定底座相配合的自由底座；所述进出气转接夹具包括进出气管和与所述热态气流源模块相配合的连接
法兰。
[0013] 作为本发明进一步改进的技术方案，所述耐久试验装置包括显示模块，所述显示模块包括显示组件及数据传输组件，其中所述显示组件用以显示所述箱体内的实时温度；所述数据传输组件可以在试验结束后将历程温度曲线导出到其它设备中。
[0014] 作为本发明进一步改进的技术方案，所述热态气流源模块为
燃烧器。
[0015] 本发明还涉及上述催化转化器的耐久试验装置的试验方法，其包括如下步骤：
[0016] S1：将所述催化转化器安装到所述外部模块中并与所述热态气流源模块相连通；
[0017] S2：按照目标温度、流量和高低温循环时间启动所述热态气流源模块；
[0018] S3：设定目标温度，启动所述温度控制模块对所述外部模块的内部进行加热，直到符合所述设定目标温度；
[0019] S4：正式开始耐久试验，其中所述热态气流源模块正式开始按照设置参数开始高低温循环加热；
[0020] S5：当完成耐久试验所需的循环次数后，关闭所述温度控制模块和所述热态气流源模块，启动所述散热模块给所述催化转化器进行降温。
[0021] 相较于
现有技术，本发明通过设置温度控制模块、温度监控模块以及散热模块来调节温度，以满足苛刻的高温试验条件。
附图说明
[0022] 图1是本发明催化转化器的耐久试验装置的示意图。
[0023] 图2是图1的局部放大图。
具体实施方式
[0024] 请参图1及图2所示，本发明揭示了一种催化转化器的耐久试验装置，其包括用以安装所述催化转化器100的外部模块1、用以与所述催化转化器100相连的热态气流源模块2、温度控制模块3、温度监控模块4、散热模块5、夹具模块6以及显示模块7。
[0025] 所述催化转化器100也被称之为样件，其包括金属壳体、载体以及衬垫。
[0026] 在本发明的一种实施方式中，所述热态气流源模块2为燃烧器。
[0027] 所述外部模块1包括箱体11、样件进出仓门、散热阀门以及屏显组件等。所述样件进出仓门用以在安装所述催化转化器100时让所述催化转化器100通过，所述催化转化器100在安装后位于所述箱体11中。箱体11的
主体材料选用耐热
钢板拼
焊接而成，内部附保温涂层。样件进出仓门也选用相同的材料，样件进出仓门的边缘安装有液压杆，便于开启和闭合。样件进出仓门和箱体其余
接触处以及其它连接处采用耐高温
橡胶包裹圈，以保证系统的气密性，减少热量损失，降低内部温度
波动。散热阀门与所述散热模块5相配合(容后详述)。屏显组件通过屏幕实时显示样件表面实际温度等参数。
[0028] 所述温度控制模块3包括温度加热组件、温度传感器、风扇组件以及闭环控制组件。所述温度加热组件位于所述箱体11中。优选地，箱体11的内部应均匀布置有若干个温度加热组件，保证加热
覆盖箱体11的90％以上的范围。配合数个温度传感器以及风扇组件，保证在箱体11的内部温度控制过程中，内部
环境温度满足试验要求并尽可能的使其均匀分布。所述闭环控制组件首先能够设置样件表面的目标温度。其次能够在箱体11内部温度波动的情况下，实时控制温度加热组件的启停，以满足样件表面温度要求。
[0029] 所述温度监控模块4包括热电偶。在本发明的一种实施方式中，热电偶的数量为四个且沿样件表面间隔90°均匀布置。每次试验后，去掉热电偶。所述温度监控模块4与所述温度控制模块3相连，当样件表面温度未达到温度控制模块3的目标温度时，温度控制模块3显示实时温度；同时，温度控制模块3根据实时温度和目标温度，提示是否自启动温度控制模块3；确认后，温度控制模块3开始工作，直到样件表面温度满足目标，整个过程保证闭环控制。
[0030] 所述散热模块5包括散热组件。所述散热组件包括散热阀门和散热风扇，其中所述散热阀门与所述温度控制模块3相连，其在温度控制模块3启动时自动关闭，减少内部系统热量散失；并在所述温度控制模块3停止时会自动开启；所述散热风扇在所述温度控制模块3启动时会自动关闭，并在所述温度控制模块3停止时自动开启，以保证系统内部温度在设定时间内能够降到要求的温度。优选地，散热阀门由耐热钢板制成，通过自动
控制器与温度控制模块3相连。
[0031] 所述夹具模块6包括样件固定夹具和进出气转接夹具，其中所述样件固定夹包括固定在所述箱体11的底面的固定底座和与所述固定底座相配合的自由底座。在本发明的一种实施方式中，固定底座的表面设有若干
螺栓孔，不能移动；自由底座通过螺栓与固定底座连接，这样仅需调节自由底座即可以满足对应尺寸样件的试验夹具需求，灵活性较高。所述进出气转接夹具包括进出气管和与所述热态气流源模块相配合的连接法兰。在本发明的一种实施方式中，进出气管固定在箱体11的侧面，连接法兰与进气管焊接成为一个组件。实际使用时，燃烧器的连接管可以与进气法兰快速连接，试验样件的进出气口可以与进出气管组件通过法兰快速连接。
[0032] 所述显示模块7包括显示组件及数据传输组件，其中所述显示组件用以显示所述箱体11内的实时温度；所述数据传输组件可以在试验结束后将历程温度曲线导出到其它设备中。在本发明的一种实施方式中，显示组件能够手动设置调节目标温度，并实时显示实时温度，同时记录历程温度曲线。数据传输组件包括USB数据传输组件，可以在试验结束后将历程温度曲线同步导出到其它便携设备，方便后期数据分析。
[0033] 本发明还揭示了一种催化转化器的耐久试验装置的试验方法，其包括如下步骤：
[0034] S1：将所述催化转化器100安装到所述外部模块1中并与所述热态气流源模块2相连通；
[0035] S2：按照目标温度、流量和高低温循环时间启动所述热态气流源模块2；
[0036] S3：设定目标温度，启动所述温度控制模块3对所述外部模块1的内部进行加热，直到符合所述设定目标温度；
[0037] S4：正式开始耐久试验，其中所述热态气流源模块2正式开始按照设置参数开始高低温循环加热；
[0038] S5：当完成耐久试验所需的循环次数后，关闭所述温度控制模块3和所述热态气流源模块2，启动所述散热模块5给所述催化转化器100进行降温。
[0039] 在步骤S1中，开启系统仓门，将样件固定在自由底座上，进气管与进气夹具连接，出气管与出气夹具连接，样件安装完成。
[0040] 在步骤S2中，关闭系统仓门，按照目标温度、流量和高低温循环时间启动燃烧器；同时按照要求的样件表面温度输入温度控制模块3，并启动。
[0041] 步骤S3为预热样件。其中待屏幕显示样件表面温度并达到稳定后，系统提示样件表面温度与目标温度的差异，发出提示，确认之后，系统开始启动温度控制模块3加热箱体11的内部，直到符合目标温度要求。
[0042] 在步骤S4中，燃烧器正式开始按照设置参数开始高低温循环加热：在加热环节，系统工作保证样件表面温度要求；高温保持时间满足后，开始转入低温保持，此时燃烧器停止工作；同时，温度控制模块2停止加热，散热阀门开启，散热风扇同时启动，以在短时间内使样件表面温度降到目标值，并按要求时间保持；这样完成一个完整的循环耐久，之
后燃烧器再次启动，温度控制模块3也再开始工作。
[0043] 在步骤S5中，完成耐久试验所需的循环次数后，依次关闭温度控制模块3和燃烧器，启动散热模块5，待一段时间样件表面温度降到室温后，停止散热模块5，关闭系统，取出样件，试验结束。
[0044] 相较于现有技术，本发明通过设置温度控制模块、温度监控模块以及散热模块来调节温度，以满足苛刻的高温试验条件。
[0045] 以上
实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，对本
说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为
基础，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行
修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的
权利要求范围内。
