dpf最大碳载量验证方法
技术领域
1.本发明涉及一种dpf最大碳载量验证方法，属于汽车技术领域。
背景技术：
2.柴油机颗粒捕集器(dpf)作为后处理装置中重要的组成部分，主要起到捕捉排气流中碳烟颗粒的作用。当车辆行驶且dpf已进入再生，此时若车辆停车发动机进入怠速工况，dpf中的颗粒已经开始燃烧，降至怠速工况以后由于排气流量不足以带走颗粒燃烧产生的热量，导致dpf内温度急剧升高，同时dpf的内部载体材料所能承受的最大温度有限制要求，因此dpf捕集颗粒的能力即碳载量是有限制要求的。
3.在车辆设计过程中，通过计算机模拟并运用数学模型计算出dpf的最大理论碳载量，但是目前没有能够模拟车辆实际行驶工况下dpf最大碳载量的方法，因此现有技术中dpf的使用寿命受到了一定的影响，因此急需开发一种能够模拟实车工况下dpf最大碳载量的方法。
技术实现要素：
4.本发明的目的是提供一种dpf最大碳载量验证方法，以解决现有技术中的不足，它能够准确测量实车工况下颗粒捕集器的最大碳载量，从而有效延长颗粒捕集器的使用寿命。
5.本发明提供了一种dpf最大碳载量验证方法，包括以下步骤：
6.步骤一：在实验室发动机试验台架的dpf内布置多个热电偶；
7.步骤二：控制发动机至半额定转速半最大扭矩工况，控制发动机进入再生模式，再生时间1h；
8.步骤三：再生完成后控制发动机停止运行，使dpf自然冷却至200℃并拆卸下来进行称重，此时称得的质量为m1；
9.步骤四：根据车型确定需求碳载量x1，控制发动机至半额定转速半最大扭矩工况，实施dpf累碳；
10.步骤五：累碳后发动机停止运行，使dpf自然冷却至200℃并拆卸下来进行称重，记录此时的质量为m2；
11.步骤六：以m2-m1计算出实际碳载量x2，若实际碳载量x2在需求碳载量x1的
±
10％偏差之内，则累碳结束；若实际碳载量x2小于需求碳载量x1的减10％偏差，则继续累碳直至实际碳载量x2在需求碳载量x1的
±
10％偏差之内；
12.步骤七：控制发动机至半额定转速半最大扭矩工况，控制发动机进入再生模式，再生运转至降怠速时刻，控制发动机至怠速工况；
13.步骤八：从发动机怠速工况时刻起开始记录热电偶的温度变化曲线，确定变化过程中的最大温度；
14.步骤九：比较步骤八测得的最大温度是否在dpf允许的最大温度限值低50℃的范
围内，若在此温度范围内则试验结束，碳载量x则为pdf的实际碳载量；
15.否则加大碳载量x并重复步骤四至步骤九，直至步骤八测得的最大温度在dpf允许的最大温度限值低50℃的范围内，则加大后的碳载量x为pdf的实际最大碳载量。
16.前述的dpf最大碳载量验证方法中，优选地，所述热电偶共设置五个，分别为第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶、第四热电偶和第五热电偶，其中第一热电偶、第二热电偶和第三热电偶设置在dpf的中轴线上，第一热电偶位于距离dpf进气端的30mm处，第二热电偶位于dpf的中心位置，第三热电偶位于距离dpf出气端的30mm处，第四热电偶与第二热电偶设置在同一半径上，第四热电偶与第二热电偶的距离为0.5r，第五热电偶与第三热电偶设置在同一半径上，第五热电偶与第三热电偶的距离为0.5r。
17.前述的dpf最大碳载量验证方法中，优选地，在步骤二中，当第一热电偶达到620℃时，控制发动机进入再生模式。
18.前述的dpf最大碳载量验证方法中，优选地，在步骤四中，需求碳载量x1的计算方法为：使用dpf的体积乘以pdf安全碳载量参考指标的下限值。
19.前述的dpf最大碳载量验证方法中，优选地，在步骤六中，若实际碳载量x2大于需求碳载量x1的加10％偏差，则回到步骤二。
20.前述的dpf最大碳载量验证方法中，优选地，在步骤七中，当第一热电偶达到620℃时，控制发动机进入再生模式。
21.前述的dpf最大碳载量验证方法中，优选地，在步骤七中，降怠速时刻的确定方法：
22.dpf在需求碳载量x1下进行再生，假定初始再生时间为t1，再生完成后将发动机降至怠速工况，记录dpf内部第一热电偶至第五热电偶的温度变化曲线，确定温度变化过程中最大温度tmax1；
23.dpf重新累碳至需求碳载量x1，延长或缩短再生时间至t2，再生完成后将发动机降至怠速工况，记录dpf内部第一热电偶至第五热电偶的温度变化曲线，确定温度变化过程中最大温度tmax2，若tmax2＞tmax1，则继续延长或缩短再生时间至t3，再生完成后将发动机降至怠速工况，记录dpf内部第一热电偶至第五热电偶的温度变化曲线，确定温度变化过程中最大温度tmax3，若tmax3＜tmax2，则确认第二预设温度在t2至t3之间，此时重新累碳后缩短或延长再生时间，继续确认tmax4与tmax3的大小并修正再生时间，以此规律循环确定最终的dpf内部最大温度对应的再生时间，该再生时间即为降怠速时刻。
24.前述的dpf最大碳载量验证方法中，优选地，在步骤八中，所述的热电偶为第二热电偶、第三热电偶、第四热电偶和第五热电偶。
25.与现有技术相比，本发明提供了一套完整的验证dpf实际工况下的最大碳载量的方法，使用该方法可以准确地修正dpf碳载量的标定值，从而保证车辆dpf的使用寿命，降低客户的用车成本，也降低了资源的浪费。
具体实施方式
26.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
27.本发明的实施例：一种dpf最大碳载量验证方法，包括以下步骤：
28.步骤一：在实验室发动机试验台架的dpf内布置多个热电偶；
29.实验室发动机实验台架包含完整的发动机系统、变速箱系统和尾气排放系统，用于模拟实车工况；本实施例中在dpf中布置五个热电偶，分别为第一热电偶、第二热电偶、第三热电偶、第四热电偶和第五热电偶，其中第一热电偶、第二热电偶和第三热电偶设置在dpf的中轴线上，第一热电偶位于距离dpf进气端的30mm处，第二热电偶位于dpf的中心位置，第三热电偶位于距离dpf出气端的30mm处，第四热电偶与第二热电偶设置在同一半径上，第四热电偶与第二热电偶的距离为0.5r，第五热电偶与第三热电偶设置在同一半径上，第五热电偶与第三热电偶的距离为0.5r。热电偶为现有技术产品，可直接购买获得。
30.步骤二：控制发动机至半额定转速半最大扭矩工况，当第一热电偶达到620℃时，控制发动机进入再生模式，再生时间为1h；
31.步骤三：再生完成后控制发动机停止运行，使dpf自然冷却至200℃并拆卸下来进行称重，此时称得的质量为m1；完成再生后的dpf内碳载量为0，因此m1的质量即为dpf自身质量；
32.步骤四：根据车型确定需求碳载量x1，控制发动机至半额定转速半最大扭矩工况，实施dpf累碳；dpf累碳过程即为dpf捕捉碳烟颗粒的过程，发动机工作产生的尾气中含有碳颗粒，碳颗粒被dpf捕捉并留在dpf内；
33.步骤五：累碳后发动机停止运行，使dpf自然冷却至200℃，将dpf拆卸下来进行称重，记录此时的质量为m2；m2即为dpf的自身质量加上捕捉到的碳颗粒的质量。
34.步骤六：以m2-m1计算出实际碳载量x2，若实际碳载量x2在需求碳载量x1的
±
10％偏差之内，则累碳结束；
35.若实际碳载量x2小于需求碳载量x1的减10％偏差，则继续累碳直至实际碳载量x2在需求碳载量x1的
±
10％偏差之内；
36.若实际碳载量x2大于需求碳载量x1的加10％偏差，则回到步骤二，执行再生造作，将dpf内的碳颗粒完全烧掉，重新测量m1；
37.步骤七：控制发动机至半额定转速半最大扭矩工况，当第一热电偶达到620℃时，控制发动机进入再生模式，再生运转至降怠速时刻，控制发动机至怠速工况；
38.步骤八：从发动机怠速工况时刻起开始记录第二热电偶、第三热电偶、第四热电偶和第五热电偶的温度变化曲线，确定变化过程中的最大温度；
39.步骤九：比较步骤八测得的最大温度是否在dpf允许的最大温度限值低50℃的范围内，若在此温度范围内则试验结束，碳载量x则为pdf的实际碳载量；
40.否则加大碳载量x并重复步骤四至步骤九，直至步骤八测得的最大温度在dpf允许的最大温度限值低50℃的范围内，则加大后的碳载量x为pdf的实际最大碳载量。
41.本实施例中，需求碳载量x1的计算方法为：使用dpf的体积乘以pdf安全碳载量参考指标的下限值。
42.例如：dpf载体体积为4l，dpf安全碳载量参考指标为5g/l-8g/l，则需求碳载量x1＝4*5＝20g。
43.进一步，本实施例中，降怠速时刻的确定方法：
44.dpf在需求碳载量x1下进行再生，假定初始再生时间为t1，再生完成后将发动机降
至怠速工况，记录dpf内部第一热电偶至第五热电偶的温度变化曲线，确定温度变化过程中最大温度tmax1；
45.dpf重新累碳至需求碳载量x1，延长或缩短再生时间至t2，再生完成后将发动机降至怠速工况，记录dpf内部第一热电偶至第五热电偶的温度变化曲线，确定温度变化过程中最大温度tmax2，若tmax2＞tmax1，则继续延长或缩短再生时间至t3，再生完成后将发动机降至怠速工况，记录dpf内部第一热电偶至第五热电偶的温度变化曲线，确定温度变化过程中最大温度tmax3，若tmax3
46.＜tmax2，则确认第二预设温度在t2至t3之间，此时重新累碳后缩短或延长再生时间，继续确认tmax4与tmax3的大小并修正再生时间，以此规律循环确定最终的dpf内部最大温度对应的再生时间，该再生时间即为降怠速时刻。
47.通过本发明方法可以准确计算出dpf能够承受的最大温度值下的最大碳载量，有效防止dpf因高温造成损坏，有效提高dpf的使用寿命。
48.以上实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。