CN113969819A - 基于台架老化的催化器临界件制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于台架老化的催化器临界件制备方法，包括：获取n个整车SRC循环中的排气催化器的排气温度阶梯表；将排气催化器搭载在台架上，确认等效台架SBC循环的台架有效基准温度Tr；基于排气催化器的排气温度阶梯，计算最大行驶里程下有效基本温度Tr对应的老化时间t1；提高排气催化器的有效基本温度Tr，形成排气催化器的老化温度T1，计算出老化温度T1下的老化时间tf；将发动机的尾气排放至排气催化器，排气催化器的床温在老化温度T1附近上下周期性的波动，保持老化床时间tf后形成排气催化器临界件。通过调高台架基准温度，缩短台架老化时间；催化器中有氧化还原反应的化学反应参加，且在交变的排温状态下进行老化，更接近整车的实际老化过程。
Description
技术领域
本发明涉及到催化器老化技术领域，提供了一种基于台架老化的催化器临界件制备方法。
背景技术
国六法规颁布后，对OBD系统中催化器诊断样件(简称“临界件”)制备提出了更高的要求。目前是企业内难点在于制备既能满足法规要求，又能节省企业开发成本的合适的临界件
现有大多采用电炉老化来制备临界件，即主机厂可以将催化器放在高温炉中进行老化，炉子老化等效实车老化的是原理是随着温度的提高(尤其是＞1050℃以)，催化器中涂层及贵金属会发生相变，通过此物理结构的变化达到相同的老化结果。电炉老化的优点是成本较低、老化时间短；电炉老化的缺点主要有：
电炉老化是单纯热老化以及催化剂中无“催化剂的氧化还原反应”，老化过程始终是氧气充足状态，对涂层来说是始终属于富氧状态与催化器实际工作状态(空燃比在“浓-稀”交替并伴随着污染物的化学反应参与)有差异；
同时在车辆行驶一段时间或者临界件放置一段时间，电路老化临界件的排放结果就会发生偏移，结果不是很稳定进而主机厂就会重新制作临界件，甚至需要对临界件进行重新标定，进而浪费公司成本和资源；
由于每个公司电路老化设备不同，电路老化升温曲线或降温曲线不同，会导致电炉老化制作的临界件不同，导致在相同的车型上反应的排放结果不同，可复制性差。
发明内容
本发明提供了一种基于台架老化的催化器临界件制备方法，旨在改善上述问题。
本发明是这样实现的，一种基于台架老化的催化器临界件制备方法，所述方法具体包括如下步骤：
S1、获取n个整车SRC循环中的排气催化器的排气温度阶梯表；
S2、将排气催化器搭载在台架上，确认等效台架SBC循环的台架有效基准温度Tr；
S3、基于排气催化器的排气温度阶梯，计算最大行驶里程下有效基本温度Tr对应的老化时间t1；
S4、提高排气催化器的有效基本温度Tr，形成排气催化器的老化温度T1，计算出老化温度T1下的老化时间tf。
S5、将发动机的尾气排放至排气催化器，排气催化器的床温在老化温度T1附近上下周期性的波动，保持老化床时间tf后形成排气催化器临界件。
进一步的，排气催化器的排气温度阶梯获取方法具体如下：
模拟整车跑n个SRC循环，周期性的采集模拟过程中的催化器温度；
统计模拟过程中每个温区内的温度值出现次数，获取单位时间内各温区出现的频次，即为排气催化器的排气温度阶梯。
进一步的，老化时间t1的计算公式具体如下：
其中，ti表示第i个温区的老化时间，i的取值为1到n，n表示排气温度阶梯表中的温区数量，s表示最大行驶里程数，n表示排气温度阶梯采样的SRC循环个数，pi表示温区i的阶梯计次，fi表示温区i的采样次数，42表示每个SRC循环行驶的里程数，R表示催化器的热反应性系数，Tr表示在催化器在台架上运行SBC循环的有效基准温度，Tv-i表示排气温度阶梯表中温区i的温度中间值。
进一步的，在步骤S5之后还包括：
S6、对形成的催化器临界件进行实验，检测催化器在各工况下的储氧量是否均能到设定标准，若检测结果是，则判定形成的催化器临界件满足相应的排放标准。
进一步的，所述步骤S5具体如下：
老化温度T1向上波动形成老化温度峰值，老化温度T1向下波动形成老化温度低值，催化器的床温在老化温度峰值与老化温度低值之间交替变换；
催化器的床温在老化温度峰值保持时长ta，在老化温度低值下保持时长tb，时长ta与时长tb组成一个周期，催化器的床温在周期内的老化温度平均值等于老化温度T1。
进一步的，所述最大行驶里程数大于16万公里。
本发明提供的基于台架老化的催化器临界件制备方法具有如下有益技术效果：
(1)通过调高台架基准温度，可以缩短台架老化时间；
(2)催化器中有“氧化还原反应”的化学反应参加，且在交变的排温状态下进行老化，更接近整车的实际老化过程；
(3)台架快速老化结果稳定，可批量复制。
附图说明
图1为本发明实施例提供基于台架老化的催化器临界件制备方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的排气催化器的排气温度阶梯示意图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例提供基于台架老化的催化器临界件制备方法的流程图，该方法具体包括如下步骤：
S1、获取n个整车SRC循环中的排气催化器的排气温度阶梯表；
模拟整车跑n个SRC循环，周期性的采集模拟过程中的排气催化器温度，统计模拟过程中每个温区内的温度值出现次数，统计单位时间内各温区出现的频次，即为排气催化器的排气温度阶梯表，图2为本发明实施例提供的排气催化器的排气温度阶梯示意图。
S2、将排气催化器搭载在台架上，确认台架等效整车SBC循环的有效基准温度Tr；
在本发明实施例中，台架的有效基准温度Tr的获取方法具体如下：
按照标准台架循环(SBC)，在排气催化器老化台上测量催化器的时间-温度数据，排气催化器温度应该在催化器的最高温度出测量；
排气催化器温度应在至少20min的台架老化试验中，以最低1Hz的频率开进行测量，将测得的排气催化器温度数据制成柱状图，该柱状图不大于10℃的温度组来进行绘制；
利用台架老化时间(BAT)方程(阿累尼乌斯方程式)来计算有效基准温度，该计算通过迭代转换成基准温度，直至计算的老化时间等于或超过排气催化器温度柱状图的施加时间，最终计算结果温度即是排气催化器在老化台架进行标准台架循环时的有效基准温度。
S3、基于排气催化器的排气温度阶梯，计算最大行驶里程下有效基本温度Tr对应的老化时间t1；
在本发明实施例中，老化时间t1的计算公式具体如下：
其中，ti表示第i个温区的老化时间，i的取值为1到n，n表示排气温度阶梯表中的温区数量，s表示最大行驶里程数，n表示排气温度阶梯采样的SRC循环个数，pi表示温区i的阶梯计次，fi表示温区i的采样次数，42表示每个SRC循环行驶的里程数，R表示催化器的热反应性系数，Tr表示在排气催化器在台架上运行SBC循环的有效基准温度，Tv-i表示排气温度阶梯表中温区i的温度中间值。
排气催化器临界件定义为＞16万公里的样件，V型试验统计超过12年车辆中国已经很少，12年大概公里数为16.5W，将16.5W定义为临界件。
S4、提高排气催化器的老化基准温度，形成排气催化器的老化温度T1，计算出老化温度T1下的老化时间tf；
S5、将发动机的尾气排放至排气催化器台架，排气催化器的床温在老化温度T1附近以设定幅度上下周期性的波动，保持老化床时间tf后形成催化器临界件。
对于汽油车排放耐久而言，催化器的劣化主要是有化学反应的热老化，为了达到等同实车临界态同样的效果，台架快速老化替代道路老化原理就是给催化器一个“浓-稀”的空燃比控制以及很高的排温状态，使催化器在此交变的工作状态下进行老化。
本发明实施例中，老化温度T1向上波动形成老化温度峰值，老化温度T1向下波动形成老化温度低值，催化器的床温在老化温度峰值与老化温度低值之间交替变换，催化器的床温在老化温度峰值保持时长ta，之后催化器的床温在老化温度低值下保持时长tb，时长ta与时长tb构成一个周期，催化器的床温在该周期内的老化温度平均值等于老化温度T1。在本发明实施例中，通过控制二次空气喷射的空燃比来控制催化器的床温，空燃比提升，催化器的床温上升，空燃比下降，催化器的床温下降。
在本发明实施例中，在步骤S5之后还包括：
S6、对形成的排气催化器临界件进行实验，检测排气催化器在各工况下的储氧量是否均能到设定标准，若检测结果是，则判定形成的排气催化器临界件满足相应的排放标准。
本发明提供的基于台架老化的排气催化器临界件制备方法具有如下有益技术效果：
(1)通过调高台架基准温度，可以缩短台架老化时间；
(2)催化器中有“氧化还原反应”的化学反应参加，且在交变的排温状态下进行老化，更接近整车的实际老化过程；
(3)台架快速老化结果稳定，可批量复制。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于台架老化的催化器临界件制备方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：
S1、获取n个整车SRC循环中的排气催化器的排气温度阶梯；
S2、将排气催化器搭载在台架上，确认等效台架SBC循环的台架有效基准温度Tr；
S3、基于排气催化器的排气温度阶梯，计算最大行驶里程下有效基本温度Tr对应的老化时间t1；
S4、提高排气催化器的有效基本温度Tr，形成排气催化器的老化温度T1，计算出老化温度T1下的老化时间tf。
S5、将发动机的尾气排放至排气催化器，排气催化器的床温在老化温度T1附近上下周期性的波动，保持老化床时间tf后形成排气催化器临界件。
2.如权利要求1所述基于台架老化的催化器临界件制备方法，其特征在于，排气催化器的排气温度阶梯获取方法具体如下：
模拟整车跑n个SRC循环，周期性的采集模拟过程中的催化器温度；
统计模拟过程中每个温区内的温度值出现次数，获取单位时间内各温区出现的频次，即为排气催化器的排气温度阶梯。
3.如权利要求1所述基于台架老化的催化器临界件制备方法，其特征在于，老化时间t1的计算公式具体如下：
其中，ti表示第i个温区的老化时间，i的取值为1到n，n表示排气温度阶梯表中的温区数量，s表示最大行驶里程数，n表示排气温度阶梯采样的SRC循环个数，pi表示温区i的阶梯计次，fi表示温区i的采样次数，42表示每个SRC循环行驶的里程数，R表示催化器的热反应性系数，Tr表示在催化器在台架上运行SBC循环的有效基准温度，Tv-i表示排气温度阶梯表中温区i的温度中间值。
4.如权利要求1至3所述基于台架老化的催化器临界件制备方法，其特征在于，在步骤S5之后还包括：
S6、对形成的催化器临界件进行实验，检测催化器在各工况下的储氧量是否均能到设定标准，若检测结果是，则判定形成的催化器临界件满足相应的排放标准。
5.如权利要求1至3所述基于台架老化的催化器临界件制备方法，其特征在于，所述步骤S5具体如下：
老化温度T1向上波动形成老化温度峰值，老化温度T1向下波动形成老化温度低值，催化器的床温在老化温度峰值与老化温度低值之间交替变换；
催化器的床温在老化温度峰值保持时长ta，在老化温度低值下保持时长tb，时长ta与时长tb组成一个周期，催化器的床温在周期内的老化温度平均值等于老化温度T1。
6.如权利要求3所述基于台架老化的催化器临界件制备方法，其特征在于，所述最大行驶里程数大于16万公里。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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