CN110361181A - 基于燃烧器的柴油机颗粒捕集器dti试验设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及了一种基于燃烧器的柴油机颗粒捕集器DTI试验设备及方法，试验设备包括燃烧器和DPF测试样件；燃烧器的尾气出口管径小于DPF测试样件的进气口的口径；燃烧器与DPF测试样件之间通过变径连接。试验方法，具体是按以下步骤进行的：一、对DPF样件进行积碳；二、DPF样件预热处理；三、DPF样件入口升温，DPF再生；四，模拟DTI工况进行测试；五、对DPF样件内的积碳完全再生。本发明的一种基于燃烧器的柴油机颗粒捕集器DTI试验设备及方法，试验设备采用变径结构，使DPF内温度梯度大幅升高；测试方法能准确的模拟进行DTI试验，测试周期短，测试结果更能反应DPF测试样件在极限再生条件下的性能。
Description
技术领域
本发明涉及柴油机颗粒捕集器测试领域，特别是涉及一种基于燃烧器的柴油机颗粒捕集器DTI试验设备及方法。
背景技术
柴油机颗粒捕集器(DPF)随着排放法规的日益严格越来越多的应用于柴油机系统当中，在国六法规实施后将必须采用DPF。当DPF对颗粒物积累到一定程度后，必须对其进行再生，以清除DPF中的碳颗粒，否则会造成排气系统堵塞，而影响车辆燃油经济性与动力性。而再生过程进行中，如果车辆突然遇到急刹车情况，即发动机突然降到怠速工况(DTI＝drop to idle)时，由于DPF再生碳烟进行燃烧，温度很高，车辆急刹车会导致排气流量瞬间降低，而热量无法被快速排出，此时对DPF的耐热考核非常严苛，因此，DTI试验是考核DPF的必要测试内容之一。当前针对DPF的DTI测试绝大多数情况下是基于发动机台架试验进行的，测试周期长，而且大排量发动机排气流量非常大，DTI测试时温度梯度相对不高，对DPF考核结果来说并不严格。
发明内容
本发明提供了一种基于燃烧器的柴油机颗粒捕集器DTI试验设备及方法，试验设备采用燃烧器作为碳烟发生装置，并将燃烧器的尾气出口管径设计成小于DPF测试样件的入口口径，然后通过变径连接；使温度梯度大幅升高，对DPF的考核更为严苛；测试方法能准确的模拟进行DTI试验，测试周期短，测试结果更能反应DPF测试样件在极限再生条件下的性能。
一种基于燃烧器的柴油机颗粒捕集器DTI试验设备，它包括燃烧器和DPF测试样件；所述燃烧器的尾气出口管径小于DPF测试样件的进气口的口径；所述燃烧器与DPF测试样件之间通过变径连接。
所述变径用于使尾气进入变径后气充不均匀，进而使DPF中心部位积碳较多，靠近外周的部位积碳较少，最终积碳燃烧时，DPF的中心部位与外周部位有较大的温度梯度。
一种基于燃烧器的柴油机颗粒捕集器DTI试验方法，具体是按以下步骤进行的：一、启动燃烧器，产生碳烟，设定气体流量为积碳工况流量，对DPF样件进行积碳；二、控制燃烧器尾气温度，设定气体流量降低为正常工况流量；使其对积碳完成后的DPF样件进行预热处理；三、控制燃烧器尾气温度，设定气体流量维持为正常工况流量，将DPF样件入口升温，DPF开始再生；四，使燃烧器处于非着火状态，采用电加热的方式将空气加热通过燃烧器送至DPF测试样件中，此时，设定气体流量降低为怠速工况流量，降低DPF样件入口温度并维持在怠速温度，进行DTI测试；五、对DPF样件内的积碳完全再生。
本发明的优点：本发明的基于燃烧器的柴油机颗粒捕集器DTI试验设备及方法，试验设备采用燃烧器作为碳烟发生装置，并将燃烧器的尾气出口管径设计成小于DPF测试样件的入口口径，然后通过变径连接；使温度梯度大幅升高，对DPF的考核更为严苛；测试方法能准确的模拟进行DTI试验，测试周期短，测试结果更能反应DPF测试样件在极限再生条件下的性能。
附图说明
图1为实施例的基于燃烧器的柴油机颗粒捕集器DTI试验设备的示意图；
图2为实施例的基于燃烧器的柴油机颗粒捕集器DTI试验方法的流程图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
实施例
如图1所示，本实施例提供了一种基于燃烧器的柴油机颗粒捕集器DTI试验设备，它包括燃烧器1和DPF测试样件2；所述燃烧器1的尾气出口管径小于DPF测试样件2的进气口的口径；所述燃烧器1与DPF测试样件2之间通过变径连接；所述变径用于使尾气进入变径后气充不均匀，进而使DPF中心部位积碳较多，靠近外周的部位积碳较少，最终积碳燃烧时，DPF的中心部位与外周部位有较大的温度梯度。
本实施的一种基于燃烧器的柴油机颗粒捕集器DTI试验设备中，燃烧器可以实现碳烟发生功能，同时其发生速率可调；燃烧器流出的气体可以是高温气体且温度一定范围内可调，也可以是纯空气且可以采用电加热的方式提升一定空气温度。
本实施的一种基于燃烧器的柴油机颗粒捕集器DTI试验设备中，燃烧器产生的尾气流经变径后气流不均匀，会导致DPF中心部位积碳较多且气流较强，即图1中的b点位置；而图1中的a、c、d位置气流相对较弱，且积碳较少。因此，在DPF进行再生时，中心位置碳烟发生燃烧反应时温度较高，而a、c、d位置温度相对较低，因此可以导致a与d之间的温度梯度会非常大，而现有技术中的发动机台架试验过程中由于排气流量大，产生上述不均匀性的情况较小，因此温度梯度较小。
如图2所示，本实施例还提供了一种基于燃烧器的柴油机颗粒捕集器DTI试验方法，以12英寸直径的DPF测试样件为例，具体是按以下步骤进行的：一、对DPF样件进行积碳，设定燃烧器碳烟发生速率为20g/h，积碳工况设定为流量300kg/h，DPF入口温度240℃，目标碳载量设定为5.5g/L；二、对积碳完成后的DPF进行预热处理，预热工况设定为：DPF入口温度300℃，气体流量200kg/h，预热时间6min；三、在2min内将DPF入口温度升温至750℃，气体流量设定为200kg/h，并在该工况维持2min10s；四、在20s内将DPF入口温度切换为120℃，气体流量设定为140kg/h，此时燃烧器为非着火状态，气体为纯空气，采用电加热的方式将空气加热，并通入DPF测试样件中；五、在上述工况下持续运行4min，直至测试程序完全停止；六、将DPF经过DTI测试后的积碳完全再生清除样件中的积碳，再生工况采用150kg/h，DPF入口温度650℃，持续运行20min。
本实施例的一种基于燃烧器的柴油机颗粒捕集器DTI试验方法，可使径向温度梯度在170℃/cm以上，最高可达230℃/cm，而现有技术中的基于发动机台架的DTI试验，其最大径向温度梯度仅为120℃/cm左右，本实施例的试验方法对DPF考核更为严苛，更能反应DPF产品在极限再生条件下的性能。
上述实施例不应以任何方式限制本发明，凡采用等同替换或等效转换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种基于燃烧器的柴油机颗粒捕集器DTI试验设备，其特征在于：包括燃烧器和DPF测试样件；所述燃烧器的尾气出口管径小于DPF测试样件的进气口的口径；所述燃烧器与DPF测试样件之间通过变径连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于燃烧器的柴油机颗粒捕集器DTI试验设备，其特征在于：所述变径用于使尾气进入变径后气充不均匀，进而使DPF中心部位积碳较多，靠近外周的部位积碳较少，最终积碳燃烧时，DPF的中心部位与外周部位有较大的温度梯度。
3.一种基于燃烧器的柴油机颗粒捕集器DTI试验方法，其特征在于：具体是按以下步骤进行的：一、启动燃烧器，产生碳烟，设定气体流量为积碳工况流量，对DPF样件进行积碳；二、控制燃烧器尾气温度，设定气体流量降低为正常工况流量；使其对积碳完成后的DPF样件进行预热处理；三、控制燃烧器尾气温度，设定气体流量维持为正常工况流量，将DPF样件入口升温，DPF开始再生；四，使燃烧器处于非着火状态，采用电加热的方式将空气加热通过燃烧器送至DPF测试样件中，此时，设定气体流量降低为怠速工况流量，降低DPF样件入口温度并维持在怠速温度，进行DTI测试；五、对DPF样件内的积碳完全再生。
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