汽車尾氣排放測試系統的製作方法

2023-06-22 21:30:31

專利名稱：汽車尾氣排放測試系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種對汽車的尾氣排放進行測量的汽車尾氣排放測試系統。
背景技術：
目前，用於汽車尾氣排放分析的儀器主要是非分散型紅外線氣體分析儀，這種氣體分析儀存在的缺點是只能對汽車尾氣中所含有的CO、HC等五組分氣體的濃度進行連續測定，而不能對這些氣體的總含量進行測定，由於尾氣中的這五種氣體成分對體現發動機的工作性能、對環境的影響意義重大，需要對尾氣中的這些氣體含量進行控制，因此就有必要對汽車尾氣中這五組分氣體(O2、HC、NO、CO、CO2)進行含量檢測，有利了解發動機的工作性能和對環境的影響，以改進發動機的工作狀態和性能。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術所存在的上述缺陷，提供一種能夠對汽車尾氣中所含有的五組分CO、HC、O2、NO、CO2氣體的濃度進行連續測定的汽車尾氣排放測試系統，同時，該測試系統還可以測定五組分每一種在整個測試過程中的總含量。
解決本發明技術問題所採用的技術方案是該汽車尾氣排放測試系統包括汽車尾氣恆定裝置、汽車尾氣分析儀、與汽車尾氣分析儀相連的計算機、氣體流量傳感器、信號調理模塊、數據採集卡，其中，氣體流量傳感器對經過汽車尾氣恆定裝置處理的汽車尾氣進行流量採集，並送入與其連接的信號調理模塊的輸入端，而信號調理模塊的輸出端與數據採集卡的輸入端連接，數據採集卡的輸出端接計算機。
作為對本發明的補充，所述汽車尾氣排放測試系統還可以進一步包括有發動機狀態採集裝置與信號調理模塊的輸入端連接；有扭矩傳感器及車速傳感器與信號調理模塊的輸入端連接；有人機操作界面與數據採集卡的輸出端連接；和/或有輸出顯示的司機助與計算機的輸出端連接。
所述數據採集卡為具有12位精度A/D、8路以上I/O通道、16/8路模擬差分採集通道、2路模擬輸出通道、具有2路32位可輸入/輸出計算器的數據採集卡。
本發明不但具備對汽車尾氣中所含有的CO、HC等五組分氣體的濃度進行連續測定的功能，同時，還可以測定五組分氣體的每一種在整個實驗過程中的總含量。除此以外，本發明還可通過配備的司機助，進行多工況尾氣排放測試，並實時監測與尾氣排放密切相關的參量，例如發動機系統的某些狀態參量。


下面結合實施例附圖對本發明作進一步詳細說明。
圖1是本發明硬體結構示意圖；圖2是圖1中信號調理模塊5的電路原理框圖。
圖中1-氣體流量傳感器；2-扭矩傳感器；3-發動機狀態採集裝置；4-速度傳感器；5-信號調理模塊；6-數據採集卡；7-汽車尾氣恆定裝置；8-汽車尾氣分析儀；9-計算機；10-司機助；11-人機操作界面。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明汽車尾氣排放測試系統包括有氣體流量傳感器1、扭矩傳感器2、發動機狀態採集裝置3、速度傳感器4、信號調理模塊5、數據採集模塊6、汽車尾氣恆定裝置7、汽車尾氣分析儀8、計算機9、司機助10，以及人機操作界面11。本發明所採取的思路是通過氣體流量傳感器1和汽車尾氣分析儀8同步測定汽車尾氣的流量和濃度值，並由二者通過計算機的軟體處理計算處理得出氣體含量。
其中，汽車尾氣恆定裝置7對汽車排放的尾氣進行恆壓恆溫處理，其採用文丘裡管，以保證處理後的尾氣與汽車在測試過程中排放出的尾氣的壓力/溫度不變，然後，由與其連接的汽車尾氣分析儀8(可採用現有技術中能對尾氣中所含有的五組分氣體O2、HC、NO、CO、CO2進行分析的汽車尾氣分析儀)對汽車尾氣中所含有的五組分氣體(O2、HC、NO、CO、CO2)的濃度進行連續測定，並且通過接口電路RS232，將分析結果送入計算機9中，同時，採用常用的氣體流量傳感器1對尾氣進行流量採集，並轉換為電信號送入信號調理模塊5的輸入腳15C，信號調理模塊5針對不同的待處理信號，如圖2中所示，採用了電流轉電壓、分壓、放大、濾波、差分等現有的多種典型電路及其組合應用，這些功能電路塊間的相互連接及接口電路也都是最簡化的模擬經典電路，以實現把輸入的原始信號調理成標準信號(0-5V/4-20mA)，其輸出腳15與數據採集卡6的輸入端AD15連接，數據採集卡6(採用NI 6025E數據採集卡)可將模擬量轉變成數字量，這是一種具有12位精度A/D、8路以上I/O通道、16/8路模擬差分採集通道、2路模擬輸出通道、具有2路32位可輸入/輸出計算器的數據採集卡。數據採集卡6通過PCI接口連接計算機9，輸出顯示的司機助10作為一種輸出顯示設備連接在計算機9上，指引駕駛員按照標準規定的工況在底盤測功機上行駛，以進行多工況尾氣排放測試。
另外，扭矩傳感器2、發動機狀態採集裝置3、車速傳感器4均分別與信號調理模塊5的各輸入端連接，並通過對應的接口腳送入數據採集卡6中，其中，扭矩傳感器2對汽車扭矩進行測量，配合車速傳感器4，就能正確測量汽車在不同的工況下輸出的不同功率，發動機狀態採集裝置3是現有發動機上均設有的一些傳感器的總成，主要是採集發動機在不同的工況下各參量(發動機轉速、節氣門開度、油溫、空燃比等)的瞬態變化。人機操作界面11與數據採集卡6的輸出端連接，其具有對本發明的控制系統進行報警、故障顯示的功能，起到增強本發明輔助功能的作用。
在對尾氣進行測試的過程中，氣體流量傳感器1主要是準確測試汽車產生的尾氣流量，而汽車尾氣分析儀8主要分析汽車尾氣裡五組分氣體的濃度，以二者所得到的數據作為依據，通過計算機的軟體將流量和濃度積分相乘等換算，即可最終得到五組分氣體(O2、HC、NO、CO、CO2)的含量分析。
本發明的工作過程如下首先給底盤測功機(採用DCG-10E底盤測功機)加載，試驗汽車在汽車底盤測功機上模擬路面行駛，氣體流量傳感器1測試出汽車所產生的尾氣流量的原始信號，將信號傳送到信號調理模塊5，由信號調理模塊5進行濾波/放大/轉換處理後，向數據採集卡6輸出規範的標準信號，數據採集卡6進行接收並採樣，再轉換成數位訊號傳送給計算機9，與此同時，汽車尾氣通過汽車尾氣分析儀8分析出汽車尾氣的主要氣體的每一種的濃度也將信號傳送給計算機9；計算機9對接收的這些數位訊號進行計算處理，計算方式為通過計算機的軟體將流量和濃度積分相乘等數學運算，由測定的氣體流量值和濃度值，推算出氣體的含量值，得出結果後，進行存檔。
另外，扭矩傳感器2及速度傳感器4採集到底盤測功機的轉矩和轉速信號，通過信號調理模塊5、數據採集模塊6傳送給計算機9，再通過計算機9的對上述傳送來的信號進行一系列運算處理，產生一系列的數據存檔文檔，再通過分析、對比這些數據，為研發人員進一步改進尾氣排放提供參考依據。計算機9通過輸出顯示的司機助10把一些設計好的行駛路段(如國標的多工況路段)顯示在駕駛員的前方，駕駛員可在底盤測功機上模擬行駛這些路段，通過以上過程可方便的模擬測試汽車在實際路面上的尾氣排放狀況。在本發明的工作過程中通過人機界面模塊11可以方便的看到本發明的運行狀態。
權利要求
1.一種汽車尾氣排放測試系統，包括汽車尾氣恆定裝置、汽車尾氣分析儀、與汽車尾氣分析儀相連的計算機，其特徵在於還包括氣體流量傳感器、信號調理模塊、數據採集卡，氣體流量傳感器對經過汽車尾氣恆定裝置處理的汽車尾氣進行流量採集，並送入與其連接的信號調理模塊的輸入端，而信號調理模塊的輸出端與數據採集卡的輸入端連接，數據採集卡的輸出端接計算機。
2.根據權利要求1所述的汽車尾氣排放測試系統，其特徵在於還包括有發動機狀態採集裝置與信號調理模塊的輸入端連接。
3.根據權利要求1所述的汽車尾氣排放測試系統，其特徵在於還包括有扭矩傳感器及車速傳感器與信號調理模塊的輸入端連接。
4.根據權利要求1所述的汽車尾氣排放測試系統，其特徵在於還包括有人機操作界面與數據採集卡的輸出端連接。
5.根據權利要求1所述的汽車底尾氣排放測試系統，其特徵在於有輸出顯示的司機助與計算機的輸出端連接。
6.根據權利要求1所述的汽車底尾氣排放測試系統，其特徵在於數據採集卡為具有12位精度A/D、8路以上I/O通道、16/8路模擬差分採集通道、2路模擬輸出通道、具有2路32位可輸入/輸出計算器的數據採集卡。
全文摘要
一種汽車尾氣排放測試系統，包括汽車尾氣恆定裝置、汽車尾氣分析儀、與汽車尾氣分析儀相連的計算機、氣體流量傳感器、信號調理模塊、數據採集卡，其中，氣體流量傳感器對經過汽車尾氣恆定裝置處理的汽車尾氣進行流量採集，並送入與其連接的信號調理模塊的輸入端，而信號調理模塊的輸出端與數據採集卡的輸入端連接，數據採集卡的輸出端接計算機。本發明能夠對汽車尾氣中所含有的五組分CO、HC、O
文檔編號G01F9/00GK1796999SQ20041010266
公開日2006年7月5日 申請日期2004年12月29日 優先權日2004年12月29日
發明者羅如忠, 龍光展 申請人:比亞迪股份有限公司