[发明专利]一种DPF最大安全碳载量试验装置及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种DPF最大安全碳载量试验装置及其测试方法，属于柴油机尾气颗粒物污染控制技术领域。

背景技术

颗粒物的捕集技术（Diesel Particulate Filter, 简称DPF）主要是通过扩散、沉积和撞击机理来过滤捕集柴油机排气中微粒的。排气流经捕集器时，其中微粒被捕集在过滤体的滤芯内，剩下较清洁的排气排入大气中。目前应用较多的是壁流式蜂窝陶瓷过滤器，目前主要用于工程机械和城市公共汽车，特点是操作简单、过滤效率高。

随着国家排放法规的严格，在柴油机中加装颗粒物捕集器DPF越来越普遍，颗粒捕集器将柴油机中的碳颗粒物捕集在DPF载体内，当DPF内部的碳载量达到一定程度时，控制系统就会进行喷油再生，柴油在DOC（柴油机催化氧化器）上氧化放热，为DPF提供一个高温环境，将DPF中捕集的碳颗粒高温氧化，到达DPF再生的目的，然而，什么时候开始再生，取决于DPF内部的碳载量水平。

在再生过程中，安全碳载量的确定无疑是一个非常关键的指标；如果安全碳载量定的过低，主动再生中的碳颗粒难以互相引燃，同时会导致再生频繁，导致油耗增加。安全碳载量定的过高，主动再生过程中容易造成温度过高，载体容易损坏。因此合理的确认安全碳载量过程是非常必要的。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供了一种DPF最大安全碳载量试验装置及其测试方法。

本发明采用如下技术方案：一种DPF最大安全碳载量试验装置，包括瞬态排放分析仪、数据采集系统、HC喷射系统、催化氧化器、过渡筒体和颗粒捕集器；使用时所述瞬态排放分析仪的探头设置在发动机一端的排气口上，所述催化氧化器的前端安装有HC喷射系统，所述催化氧化器的后端安装有过渡筒体，所述过渡筒体的后端连接有颗粒捕集器，所述颗粒捕集器中均匀设置有若干个温度传感器，所述过渡筒体用于导出温度传感器的温度采集线束；

使用时发动机设置在发动机台架上，台架控制柜与发动机台架相连接并用于控制发动机工况；

所述数据采集系统用于采集瞬态排放分析仪检测到的污染物排放数据、催化氧化器的前排温度、颗粒捕集器两端的压差以及颗粒捕集器中主动再生时的载体温度。

进一步的，所述温度传感器为K型热敏电阻。

进一步的，所述温度传感器在颗粒捕集器中沿排气气流的方向设置，所述颗粒捕集器的排气末端设置温度传感器个数多于排气前端。

一种DPF最大安全碳载量试验装置的测试方法，通过发动机台架降怠速判断最大安全碳载量，包括如下步骤：

（1）、调节台架控制柜，使发动机处在能够进行主动再生的工况，手动触发HC喷射系统触发颗粒捕集器主动再生，待颗粒捕集器两端的压差不再变化，拆下颗粒捕集器并及时称重；直到颗粒捕集器重量不再变化，颗粒捕集器再生完全；

（2）、在颗粒捕集器中均匀设置若干个温度传感器；

（3）、调节台架控制柜，改变发动机工况，同时观察态排放分析仪采集到的污染物排放数据；调试出发动机碳烟排放较大的工况点，进行颗粒捕集器的碳颗粒加载；颗粒捕集器的碳颗粒的初始加载量按3g/L开始，然后按1g/L逐步增加，并及时称重，直至颗粒捕集器中温度不再升高；

（4）、将发动机工况调节至额定点，待颗粒捕集器两端的压差稳定，手动触发HC喷射系统触发颗粒捕集器主动再生，观察颗粒捕集器两端的压差，当颗粒捕集器两端的压差由急剧增大到开始减小时，立刻在10s内将发动机工况调整至怠速工况，在怠速持续一段时间，拆下颗粒捕集器，并称重；

（5）、拆下颗粒捕集器中的载体，观察载体是否出现变形、开裂、烧蚀及烧融现象，若出现以上情况，则表示载体损坏，若未出现以上情况，则表示载体未损坏；

（6）、颗粒捕集器的安全碳载量的确定按照步骤（2）-（4）进行；直至出现载体的损坏现象为止，此时的颗粒捕集器的碳载量即为颗粒捕集器的安全碳载量。

本发明方法简单，步骤易于操作通过发动机台架DTI判断最大安全碳载量，使得颗粒捕集器的安全碳载量的试验更加符合真实的载体能够承受热冲击，能够使每次不同的颗粒捕集器的安全碳载量试验相互误差降低。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的工作原理图。

图3为本发明中颗粒捕集器中温度传感器的布置示意图。

附图标记：发动机1、发动机台架2、台架控制柜3、瞬时排放分析仪4、数据采集系统5、HC喷射系统6、催化氧化器7、过渡筒体8、颗粒捕集器9、温度传感器10。