[发明专利]空燃比氧传感器性能测试系统

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种汽车用空燃比氧传感器性能测试系统。

背景技术

在汽车发动机三元催化电喷控制系统中，氧传感器作为此控制系统中的一个重要器件，主要是利用了其在汽车发动机燃烧后，产生浓燃即空然比λ＜1；产生稀燃即空然比λ＞1的状况下分别输出高低电压的特性，进而由汽车发动机三元催化电喷控制系统，ECU，接受此电压信号，实现对发动机燃烧状况的判断，从而控制发动机的进气量和喷油量的合理配比，以实现发动机燃烧状况围绕在理想空然比，λ＝1附近波动的动态平衡控制。因此这就要求必须对氧传感器的如下技术参数进行测试：1、氧传感器在不同燃烧状况下的输出电压，主要包括浓燃状况，λ＜1下的高输出电压值和稀燃状况，λ＞1下的低输出电压值；2、响应时间，包括发动机燃烧状况由浓转稀时氧传感器输出电压从高电平变换到低电平所需的下降响应时间t_down值和燃烧状况由稀转浓时氧传感器输出电压从低电平变换到高电平所需的上升响应时间t_up值。否则氧传感器性能的差异会直接影响发动机排放控制的匹配效果。因此，随着氧传感器在汽车工业领域的大量生产、使用需求，迫切需要开发一个能对汽车用氧传感器性能进行精确测试、比较的装置。

目前测试氧传感器性能的装置大都建立在使用汽车或发动机台架的基础上，通过发动机的燃烧制备不同燃烧状况的尾气。由于采用的燃料是液态燃油，燃料供给要通过泵油、输油、喷油雾化、汽化混和等多个环节，尤其是喷油雾化、汽化混和需要一定的时间，不便于迅速改变混和气的浓度，实现尾气中燃烧状况的突变，不利于氧传感器动态响应特性的测量。另外，这种装置产生的尾气温度波动很大，也不利于氧传感器特性的精确测量。并且，这种装置的结构比较复杂，成本也不低。为此，也有人采用了气态CxHy燃料替代燃油的做法，利用气体调节阀实现定量CxHy和空气的混合配比，在燃烧后产生了燃烧状况浓稀变化的尾气，初步模拟了汽车发动机实际的燃烧变化，给氧传感器性能测试提供了初步的测试条件，但是要全面、准确评价汽车用氧传感器的各项性能，特别是高温条件下，如800℃，毫秒级响应速度的测量，这不仅要求提供测试用的尾气具有浓稀变化，还需考虑其状态的稳定性、浓稀变化控制的方便性、尾气变化传递的快捷性及测量所需的高温尾气的提供。而目前的氧传感器性能测试装置或结构复杂、价格昂贵，或不能方便、准确、全面地评价氧传感器的性能。本发明在分析了现有技术中的种种缺点后，提出空燃比氧传感器性能测试系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种工作信号稳定、可检测氧气浓度范围大、工艺简单、容易实现工业化大规模生产的空燃比氧传感器性能测试系统。

本发明所采用的技术方案为：空燃比氧传感器性能测试系统，包括配气装置、燃烧装置、温控装置和测试装置，其中：燃烧装置具有加热炉；加热炉的一端连接有燃烧腔；加热炉的另一端连接有测量腔；测量腔连接有能测量所述燃烧装置内氧气浓度的测试装置；测量腔连接有能测量并控制加热炉内腔温度的温控装置；燃烧腔的进气端连接有配气装置。

为优化上述技术方案，采取的技术措施还包括：加热炉侧壁的内表面设有保温隔热层；保温隔热层内侧设置有陶瓷体，并且陶瓷体内部包埋有电阻丝；燃烧腔的气体入口的一端安装有火焰枪；测量腔的侧壁贯穿制有至少一个测量孔；加热炉的侧壁内周设置有瓷内胆；测量腔侧壁的内周设有保温隔热层。

配气装置包括燃气配置系统和空气配置系统。

燃气配置系统具有气罐连接有第一减压阀的一端；第一减压阀的另一端连接有燃气导管的进气端；燃气导管的出气端连接有火焰枪；燃气导管上安装有能测试气体流量的第一玻璃转子流量计。

空气配置系统具有压缩空气罐；压缩空气罐连接有第二减压阀的一端；第二减压阀的另一端连接有油水分离器的一端；油水分离器的另一端连接有三通阀的进气端；三通阀的第一出气端连接有主空气通路；三通阀的第二出气端连接有补偿空气通路。

主空气通路包括主空气导管和第二玻璃转子流量计；三通阀的第一出气端连接有主空气导管的进气端；主空气导管的出气端连接有火焰枪。

补偿空气通路包括补偿空气导管、第三玻璃转子流量计、电磁阀和补气管道；三通阀的第二出气端连接有补偿空气导管的进气端；补偿空气导管的出气端连接有补气管道，并且补气管道贯穿安装在燃烧腔的进气端；电磁阀连接有测试装置，并且能受测试装置所发出的电信号控制。