CN102967467A - 一种颗粒捕集器耐久性评测方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种颗粒捕集器耐久性评测方法，所述方法包括以下步骤：在颗粒捕集器处于初始状态下时，对柴油发动机进行排放测试，将取得的排放数据作为初始排放数据；对颗粒捕集器进行循环再生处理，并在循环再生处理之后对柴油发动机进行排放测试，将取得的排放数据作为再生排放数据；对比初始排放数据与再生排放数据，判断再生排放数据是否达标；当再生排放数据达标，则对颗粒捕集器进行负载运行处理，并在负载运行处理之后，对柴油发动机进行排放测试，将取得的排放数据作为负载排放数据，对比初始排放数据与负载排放数据，判断负载排放数据是否达标；当负载排放数据达标，则认为颗粒捕集器的耐久性能达标。

Description

一种颗粒捕集器耐久性评测方法

技术领域

本发明涉及柴油发动机技术领域，特别涉及一种颗粒捕集器耐久性评测方法。

背景技术

在现阶段，柴油发动机车辆因相比于汽油发动机车具有良好的经济性、优异的动力性和更低的一氧化碳（CO）及烃类（HC）排放等优点，得到越来越广泛的应用。但不可否认，柴油机车虽然CO及HC的排放较低，但其存在的污染排放问题同样十分明显。柴油发动机所排放的主要污染物是氮氧化合物（NO_X）及固态颗粒物。其中固态颗粒物中包含苯系物、多环芳烃等致癌物质，对人体的直接危害尤为严重。

针对固态颗粒物的排放，当下的很多柴油发动机中选择采用颗粒捕集技术（Diesel Particulate Filter，简称DPF）和氧化性催化技术（Diesel OxidationCatalyst，简称DOC），较为实用的改善了固态颗粒物的排放情况。

DPF能够过滤超过标准的固态颗粒物，直接的减少固态颗粒物的排放。但随着DPF中捕集的固态颗粒物越来越多，柴油发动机的排气背压也随之升高。排气背压的增大会导致油耗增加，功率下降，严重时会影响发动机部件的寿命。此时在长期使用过程中，需要定期对DPF进行再生。DOC正是一种利用氧化催化对DPF进行再生的手段。DOC对DPF再生的过程中，再生时温度会上升到600℃以上，温差变化较大，且热应力分布梯度大，因此DPF的再生过程对硬件的提出了非常高的要求，DPF的耐久性也成为了一项极其重要的性能指标。

但在目前，还缺少一种对于DPF耐久性评测的方法和相应装置，无法统一的对DPF的耐久性能进行衡量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种颗粒捕集器耐久性评测方法，用以判断DPF的耐久性能是否达标。

为实现上述目的，本发明有如下技术方案：

一种颗粒捕集器耐久性评测方法，所述方法包括以下步骤：

在颗粒捕集器处于初始状态下时，对柴油发动机进行排放测试，将取得的排放数据作为初始排放数据；

对颗粒捕集器进行循环再生处理，并在循环再生处理之后对柴油发动机进行排放测试，将取得的排放数据作为再生排放数据；对比初始排放数据与再生排放数据，判断再生排放数据是否达标；

当再生排放数据达标，则对颗粒捕集器进行负载运行处理，并在负载运行处理之后，对柴油发动机进行排放测试，将取得的排放数据作为负载排放数据，对比初始排放数据与负载排放数据，判断负载排放数据是否达标；

当负载排放数据达标，则认为颗粒捕集器的耐久性能达标。

所述在颗粒捕集器处于初始状态下时，对柴油发动机进行排放测试之前还包括：

对颗粒捕集器进行预处理，使颗粒捕集器达到初始状态。

所述对颗粒捕集器进行循环再生处理具体为：

运行柴油发动机，使颗粒捕集器在有负载的情况下持续工作，当颗粒捕集器达到触发再生上限或触发再生下限时，利用氧化性催化器对颗粒捕集器进行再生；完成对颗粒捕集器的再生后，重新使颗粒捕集器在有负载的情况下持续工作并循环执行上述过程，所述循环再生处理持续时间为200小时。

所述判断再生排放数据是否达标还包括：

当再生排放数据不达标，则认为颗粒捕集器的耐久性能不达标，终止评测流程。

所述当再生排放数据达标，则对颗粒捕集器进行负载运行处理还包括：

当再生排放数据达标，则拆检颗粒捕集器，判断其硬件是否损坏，当硬件未损坏，则新选取一同型号批次的颗粒捕集器进行循环再生处理后，再对新选取的颗粒捕集器进行负载运行处理。

所述对颗粒捕集器进行负载运行处理具体为：

运行柴油发动机，使颗粒捕集器在有负载的情况下持续工作，所述负载运行处理持续1000小时。

所述对颗粒捕集器进行负载运行处理还包括：

当颗粒捕集器在有负载的情况下持续工作的过程中出现硬件损坏，则中断评测流程，判定所述颗粒捕集器的耐久性能不达标。

所述判断负载排放数据是否达标还包括：

拆检颗粒捕集器，判断其硬件是否损坏，当硬件损坏则判定所述颗粒捕集器的耐久性能不达标。

所述判断负载排放数据是否达标还包括：

在负载运行处理之前及负载运行处理之后分别对柴油发动机进行原机排放测试，并对比两次原机排放测试的排放数据得到发动机衰退数据，将发动机衰退数据整合到所述负载排放数据中。

所述排放数据包括：

柴油发动机的颗粒排放量数据和颗粒捕集器的捕集效率数据。

根据以上技术方案可知，本发明存在的有益效果是：通过统一的评测方法对颗粒捕集器进行评测，通过对比排放数据衡量颗粒捕集器在再生过程中和运行负载过程中的耐久性能；制定了完整的颗粒捕集器耐久性评测标准，实现了对于颗粒捕集器耐久性更准确的定量的评测；另外，本发明还可以在评测过程中排除了发动机本身劣化对于排放的影响，使得DPF耐久性的评测更加准确。

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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述方法流程图；

图2为本发明另一实施例所述方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1所示，为本发明所述颗粒捕集器耐久性评测方法的一个具体的实施例。本实施例中所述评测方法主要分为以下两个部分：循环再生处理及测试过程用以评测DPF在循环再生过程中的耐久性能；负载运行处理及测试过程用于评测DPF在负载运行过程中的耐久性能；结合DPF在这两个阶段中耐久性的表现，进而综合的评定DPF的耐久性能。具体的，本实施例中所述方法包括以下步骤：

步骤101、在颗粒捕集器处于初始状态下时，对柴油发动机进行排放测试，将取得的排放数据作为初始排放数据；

DPF作为柴油发动机的一部分，在柴油发动机运行和排放的时候对排放的固态颗粒物进行过滤，从而净化柴油发动机的排放物质。所述初始排放数据，即DPF在初始状态下工作，过滤柴油发动机排放的固态颗粒物之后，得到的排放物的相关数据。一般而言，初始状态下的DPF工作性能最优，所以本实施例中以初始排放数据作为一个参考标准，用以衡量DPF在其他情况下工作性能的衰退情况。

步骤102、对颗粒捕集器进行循环再生处理，并在循环再生处理之后对柴油发动机进行排放测试，将取得的排放数据作为再生排放数据；对比初始排放数据与再生排放数据，判断再生排放数据是否达标；

所述循环再生处理，实质上就是重现了DPF长期使用，存在积碳情况之后，利用DOC对其进行再生的过程。并且在这一再生过程之后，对DPF在再生过程中的耐久性能进行评测。

循环再生处理的流程可以概括为：运行发动机从而使得DPF正常工作，即开始对发动机的排放，同时DPF本身不断积碳；在DPF的积碳情况达到需要再生的程度，即利用DOC对其进行再生；完成再生之后继续运行发动机使得DPF再次正常工作；循环上述过程达到足够的时长，期间DPF反复的积碳并再生。

循环再生处理之后，重新运行柴油发动机，DPF在循环再生处理之后工作，过滤柴油发动机排放的固态颗粒物之后，得到的排放物的相关数据即再生排放数据。对照初始排放数据和再生排放数据，即可发现DPF在循环再生处理之后，过滤性能的变化情况；并且测评中可以设置一系列的测评指标，当对比初始排放数据和再生排放数据，显示DPF的性能衰减严重，无法达到预设的指标，则认为DPF在再生过程当中耐久性能不符合标准；反之则认为其达标。

步骤103、当再生排放数据达标，则对颗粒捕集器进行负载运行处理，并在负载运行处理之后，对柴油发动机进行排放测试，将取得的排放数据作为负载排放数据，对比初始排放数据与负载排放数据，判断负载排放数据是否达标；

负载运行处理实质上是模拟重现DPF长时间持续工作的实际过程。负载运行处理的过程中，柴油发动机正常的运行和排放，DPF对于柴油发动机的固态颗粒物排放进行过滤。该过程一般需要持续进行较长的时间。并且在这一过程之后，对DPF在运行负载处理过程中的耐久性能进行评测。

并且在运行负载处理之后，检测柴油发动机的排放情况，得到的排放物的相关数据，即负载排放数据。对照初始排放数据和负载排放数据，即可发现DPF在运行负载处理之后，过滤性能的变化情况；并且测评中可以设置一系列的测评指标，当对比初始排放数据和负载排放数据，显示DPF的性能衰减严重，无法达到预设的指标，则认为DPF在运行负载过程当中耐久性能不符合标准；反之则认为其达标。

步骤104、当负载排放数据达标，则认为颗粒捕集器的耐久性能达标。

当负载排放数据达标，则说明评测过程中，DPF的再生过程和运行负载过程当中，耐久度均能够满足要求。由此可以判定颗粒捕集器的耐久性能达标。

通过以上技术方案可知，本实施例存在的有益效果是，通过统一的评测方法对颗粒捕集器进行评测，通过对比排放数据衡量颗粒捕集器在再生过程中和运行负载过程中的耐久性能；制定了完整的颗粒捕集器耐久性评测标准，实现了对于颗粒捕集器耐久性更准确的定量的评测。

参见图2所示，为本发明所述颗粒捕集器耐久性评测方法的另一个具体实施例，本实施例中，所述方法包括以下步骤：

步骤201、对颗粒捕集器进行预处理，使颗粒捕集器达到初始状态。

本实施例中，对于初次使用或超过30天未再使用的DPF和DOC需进行预处理，预处理的目的是使DPF及DOC的性能达到稳定状态及除掉设备表面吸附的灰尘。本实施例中，所述预处理方法具体为，将发动机排气温度控制在（520±20）℃范围内运行2小时。另外，对于已使用过但无法确认状态的DPF和DOC，在排放性能测试前也应完成一次预处理。经过预处理后的颗粒捕集器达到初始状态。

步骤202、在颗粒捕集器处于初始状态下时，对柴油发动机进行排放测试，将取得的排放数据作为初始排放数据；

步骤203、运行柴油发动机，使颗粒捕集器在有负载的情况下持续工作，当颗粒捕集器达到触发再生上限或触发再生下限时，利用氧化性催化器对颗粒捕集器进行再生；完成对颗粒捕集器的再生后，重新使颗粒捕集器在有负载的情况下持续工作并循环执行上述过程，所述循环再生处理持续时间为200小时。

步骤204、在循环再生处理之后对柴油发动机进行排放测试，将取得的排放数据作为再生排放数据；对比初始排放数据与再生排放数据，判断再生排放数据是否达标；当再生排放数据不达标，则进入步骤210；当再生数据达标，则进入步骤205；

本实施例中，步骤203-步骤204所述循环再生处理，具体就是以DOC对DPF进行周期性的循环再生的过程。实际上，所述的循环再生处理及之后的测试的过程是相关联的，本实施例中上述过程基本上是按照欧洲稳态循环试验（简称ESC）的测试过程来进行的。现阶段关于ESC的具体流程及操作规范在颁布的《国家标准GB17691-2005》中有十分详尽的描述，此处不再重复引用国家标准中的内容。还需要说明的是，为了统一检测数据，本实施例中步骤202所述检测初始排放数据同样采取ESC。

步骤205、当再生排放数据达标，则拆检颗粒捕集器，判断其硬件是否损坏，当硬件未损坏，则新选取一同型号批次的颗粒捕集器进行循环再生处理后，再对新选取的颗粒捕集器进行负载运行处理；当硬件损坏则进入步骤210；

如果测试针对的DPF的批次或者型号在此前未被广泛而成熟投入正常使用，则在循环再生处理之后，需要对该DPF进行拆机检测，以便了解DPF的硬件损耗状况。显而易见，即使某一型号或批次的DPF在循环再生处理后，得到的再生排放数据达标，但如果其硬件强度较差，经过循环再生处理之后已经损坏，那么其耐久性能同样应该被认为是不达标的。相对而言，如果已经应用十分广泛且成熟的类型或者批次的PDF，其硬件耐久性已经在实际应用当中被充分的了解，则可以省略拆检的过程。

拆检后的DPF无法重新组装使用，所以为了继续后续的检测流程，需新选取一同型号批次的DPF重新进行步骤201-步骤204的处理，由于同型号同批次的DPF性质近似相同，所以此时新DPF的状态等同于被拆检的DPF拆检前的状态。进而可以利用新的DPF开始后续的流程。

步骤206、运行柴油发动机，使颗粒捕集器在有负载的情况下持续工作，所述负载运行处理持续1000小时；当颗粒捕集器在有负载的情况下持续工作的过程中出现硬件损坏，则中断评测流程，判定所述颗粒捕集器的耐久性能不达标；若没有损坏则进入步骤207；

本实施例中，负载运行处理持续时间为1000小时，若负载运行处理期间硬件中途损坏，则结束流程，否则开始后续步骤。而为了优化整个测试过程，本步骤中还可以加入抽检测试的环节，即每隔200小时进行一次ESC检测。由于负载运行处理的周期较长，所以新增抽检测试能够了解负载运行处理过程当中，发动机排放的变化情况，以判断排放的变化是否平稳。

步骤207、在负载运行处理之后，对柴油发动机进行排放测试，将取得的排放数据作为负载排放数据，对比初始排放数据与负载排放数据，判断负载排放数据是否达标；当负载排放数据达标则进入步骤208；否则进入步骤210；

本步骤中所述排放测试依然是采用ESC。同样的，对于前述抽签测试中得到的排放数据，也可以与初始排放数据进行对比，如果中途抽检测试得到的排放数据已经不达标，那么即可提前认为DPF在负载运行处理期间耐久性能不达标，提前结束测试流程。

另外还需要说明的是，本实施例中，所有其他排放数据（包括再生排放数据、负载排放数据以及抽检得到的排放数据）与初始排放数据的对比及达标判断，均如以下：

本实施例中所有ESC得到的排放数据均包括柴油发动机的颗粒排放量数据和颗粒捕集器的捕集效率数据两部分；两部分数据的统计计算方式属于本领域内公知常识，在此不作赘述。本实施例中，当对比结果满足，其他排放数据中颗粒排放量小于初始排放数据的1.2倍，同时其他排放数据中捕集效率数据不小于初始排放数据的80%，则认为其他排放数据达标，DPF的性能衰减在合理范围内，耐久性能满足要求。

步骤208、在负载运行处理之后拆检颗粒捕集器，判断其硬件是否损坏，当硬件损坏则进入步骤210；否则进入步骤209。

本步骤中所述拆检过程的意义与步骤205中相同。

步骤209、判定颗粒捕集器耐久性能达标。

DPF在循环再生及负载运行两个过程中耐久性能均满足要求，则认为其耐久性能达标。

步骤210、判定颗粒捕集器耐久性能不达标。

本实施例在图1所示实施例的基础之上，进一步存在的有益效果是：本实施例中技术方案更加完整，公开更加充分，而且本实施例中所述方法可以从硬件性能及工作性能两个方面衡量DPF的耐久性，使得评测更加全面完善。

针对上述两个实施例，本发明中还可以结合以下的优化方案，具体为：

在本发明所述评测方法中，在经历了较长时间的负载运行处理之后，排放数据的变化可能不仅仅是由于DPF的性能衰退造成的，也可能是因为柴油发动机本身性能的劣化，使得排放的固态颗粒物增加。这样一来，单纯的针对DPF过滤后得到的排放数据进行分析，无法排除发动机本身劣化对排放造成的影响。所以在新增的优化方案当中，引入了原机排放测试的技术环节。

所谓原机排放测试即在柴油发动机不装设DPF的情况下，测试其排放情况。优化方案当中，在负载运行处理之前及负载运行处理之后分别对柴油发动机进行原机排放测试，对比两次原机排放测试的排放数据得到发动机衰退数据。由于两次原机测试过程中，排放的固态颗粒物完全没有经过DPF的净化，所以两次排放数据的变化纯粹的反应的发动机本身排放情况的变化，与DPF的性能衰退无关。如发动机劣化十分严重，则应该调试发动机，排除劣化影响后，选取同型号批次的DPF重新进行耐久性的评测；或者在发动机劣化处在正常范围内的时候，通过数据处理方法将发动机衰退数据整合到所述负载排放数据中，从而修正负载排放数据，排除发动机劣化的影响，利用修正后的负载排放数据再同初始排放数据进行对比。

上述优化方案存在的有益效果是排除了发动机本身劣化对于排放的影响，使得DPF耐久性的评测更加准确。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种颗粒捕集器耐久性评测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

在颗粒捕集器处于初始状态下时，对柴油发动机进行排放测试，将取得的排放数据作为初始排放数据；

对颗粒捕集器进行循环再生处理，并在循环再生处理之后对柴油发动机进行排放测试，将取得的排放数据作为再生排放数据；对比初始排放数据与再生排放数据，判断再生排放数据是否达标；

当再生排放数据达标，则对颗粒捕集器进行负载运行处理，并在负载运行处理之后，对柴油发动机进行排放测试，将取得的排放数据作为负载排放数据，对比初始排放数据与负载排放数据，判断负载排放数据是否达标；

当负载排放数据达标，则认为颗粒捕集器的耐久性能达标。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述在颗粒捕集器处于初始状态下时，对柴油发动机进行排放测试之前还包括：

对颗粒捕集器进行预处理，使颗粒捕集器达到初始状态。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述对颗粒捕集器进行循环再生处理具体为：

运行柴油发动机，使颗粒捕集器在有负载的情况下持续工作，当颗粒捕集器达到触发再生上限或触发再生下限时，利用氧化性催化器对颗粒捕集器进行再生；完成对颗粒捕集器的再生后，重新使颗粒捕集器在有负载的情况下持续工作并循环执行上述过程，所述循环再生处理持续时间为200小时。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述判断再生排放数据是否达标还包括：

当再生排放数据不达标，则认为颗粒捕集器的耐久性能不达标，终止评测流程。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述当再生排放数据达标，则对颗粒捕集器进行负载运行处理还包括：

当再生排放数据达标，则拆检颗粒捕集器，判断其硬件是否损坏，当硬件未损坏，则新选取一同型号批次的颗粒捕集器进行循环再生处理后，再对新选取的颗粒捕集器进行负载运行处理。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述对颗粒捕集器进行负载运行处理具体为：

运行柴油发动机，使颗粒捕集器在有负载的情况下持续工作，所述负载运行处理持续1000小时。

7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述对颗粒捕集器进行负载运行处理还包括：

当颗粒捕集器在有负载的情况下持续工作的过程中出现硬件损坏，则中断评测流程，判定所述颗粒捕集器的耐久性能不达标。

8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述判断负载排放数据是否达标还包括：

拆检颗粒捕集器，判断其硬件是否损坏，当硬件损坏则判定所述颗粒捕集器的耐久性能不达标。

9.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述判断负载排放数据是否达标还包括：

在负载运行处理之前及负载运行处理之后分别对柴油发动机进行原机排放测试，并对比两次原机排放测试的排放数据得到发动机衰退数据，将发动机衰退数据整合到所述负载排放数据中。

10.根据权利要求1-9任意一项所述系统，其特征在于，所述排放数据包括：

柴油发动机的颗粒排放量数据和颗粒捕集器的捕集效率数据。

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