一种等比例放大DPF孔道内积碳层运动可视化实验台及试验方法

技术特征：
1.一种等比例放大dpf孔道内积碳层运动可视化实验台，其特征在于：包括直流风机控制器（1）、直流风机（2）、进气稳压箱（3）、缩口管（4）、质量流量计（5）、dpf等比例放大模型（6）、积碳层放大模型（22）、微型摄像头（7）、气体压差测试仪（8）、终端控制计算机（9）、照相机（10）；其中，直流风机控制器（1）控制直流风机（2）的气流速度，直流风机（2）的出风口、进气稳压箱（3）、缩口管（4）、质量流量计（5）、dpf等比例放大模型（6）依次串联，dpf等比例放大模型（6）的dpf外壳（11）透明，dpf等比例放大模型（6）顶部等间距布设系列微型摄像头（7），dpf等比例放大模型（6）出口端外侧设置照相机（10），dpf等比例放大模型（6）出口端与气体压差测试仪（8）的检测口连接，终端控制计算机（9）接收质量流量计（5）、微型摄像头（7）、照相机（10）及气体压差测试仪（8）的数据并根据信号进行控制，同时显示测量数据及图像信息。2.根据权利要求1所述的等比例放大dpf孔道内积碳层运动可视化实验台，其特征在于：dpf等比例放大模型（6）内通过横纵设置多孔介质壁面（12）将其内部空间分隔为多个dpf排气通道（21），各个dpf排气通道（21）前后两端交替设置dpf透明堵头（13），dpf等比例放大模型（6）前端右上侧的dpf排气通道（21）为积碳层布设通道（16），积碳层布设通道（16）顶面设置dpf透明上盖板（14），dpf透明上盖板（14）上均匀开有dpf壁面微孔（15），dpf壁面微孔（15）的孔隙率与多孔介质壁面（12）保持一致，微型摄像头（7）根据dpf等比例放大模型（6）的长度，等间距布设在dpf透明上盖板（14）上方。3.根据权利要求2所述的等比例放大dpf孔道内积碳层运动可视化实验台，其特征在于：dpf外壳（11）、dpf透明堵头（13）、dpf透明上盖板（14）均采用高透光、低反射材质制成。4.根据权利要求3所述的等比例放大dpf孔道内积碳层运动可视化实验台，其特征在于：多孔介质壁面（12）采用碳化硅或堇青石，或具备等比例放大后保持相同渗透率的材料制作。5.根据权利要求1或4所述的等比例放大dpf孔道内积碳层运动可视化实验台，其特征在于：根据dpf等比例放大模型（6）的长度，将系列微型摄像头（7）呈直线、等距贴装的dpf外壳（11）的内壁上。6.根据权利要求5所述的等比例放大dpf孔道内积碳层运动可视化实验台，其特征在于：微型摄像头（7）为带补光灯的微型摄像头，照相机（10）为高分辨率摄像头。7.根据权利要求1、4或6所述的等比例放大dpf孔道内积碳层运动可视化实验台，其特征在于：dpf等比例放大模型（6）出口端上设置后整流罩（19），后整流罩（19）后端设置有背压调压阀（20）。8.基于权利要求1至7任一项权利要求所述的实验台的试验方法，其特征在于，采用如下试验步骤：s1、将各个部件和气流管道完成接装，dpf等比例放大模型（6）中的积碳层布设通道（16）为待观测积碳层放大模型（22）的形成区域；s2、通过终端控制计算机（9）触发直流风机控制器（1）控制直流风机（2）保持特定恒定转速，直流风机（2）的持续运转时间，气流速度可根据试验需求进行设定；s3、直流风机（2）的气流进入进气稳压箱（3）后，经过质量流量计（5）流入dpf等比例放大模型，终端控制计算机（9）实时接收质量流量计（5）的信号，并与设定值实时校对，误差在3%以内，认定直流风机运转正常；
s4、随着积碳层布设通道（16）内形成积碳层放大模型（22）的过程，终端控制计算机（9）控制微型摄像头（7）和照相机（10）进行连续拍摄和摄像，同时接收积碳层放大模型（22）运动的实时影像，并保存微型摄像头（7）和照相机（10）所拍摄的影像；s5、终端控制计算机（9）触发直流风机控制器（1）停止直流风机（2）运转，该组实验结束；终端控制计算机（9）实时接收气体压差测试仪（8）信号，同时对压力进行预警监测，超过设定阈值后控制触发直流风机控制器（1）停止直流风机（2）运转，直至警报解除。9.根据权利要求8所述的试验方法，其特征在于：将积碳层放大模型（22）上真实形态的积碳层轮廓拟合为包括三角形、正方形、圆形、长方形的多种基础形状组成的模型；对于不同组试验，采用变量控制法来逐一设置积碳层形状、表面积大小、厚度、密度以及积碳层在孔道中的分布形式，根据积碳层放大模型（22）的分布情况探明孔道的堵塞情况。

技术总结
本发明公开了一种等比例放大DPF孔道内积碳层运动可视化实验台及试验方法，属于发动机尾气净化领域。本发明的DPF等比例放大模型顶部设置微型摄像头，出口端外侧设置照相机，DPF等比例放大模型出口端与气体压差测试仪的检测口连接。终端控制计算机接收质量流量计、气体压差测试仪的信号，并向直流风机控制器、微型摄像头、照相机发出指令，调控直流风机的气流，当进气流量与压差的达到试验要求时，对DPF等比例放大模型内的积碳层放大模型运动及分布进行拍照记录。本发明通过研究积碳层在DPF孔道内的运动与分布，分析孔道内堵塞段位置、堵塞段长度、堵塞段密度等关键因素，可为预防DPF堵塞失效，降低排气背压、减少发动机油耗等问题提供直接技术支持。问题提供直接技术支持。问题提供直接技术支持。


技术研发人员：张韦 孟丽苹 陈朝辉 李泽宏
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：2022.08.12
技术公布日：2022/11/18