1.本发明涉及尾气处理技术领域，具体涉及一种柴油颗粒捕集器发动机台架性能评价方法。
背景技术：2.为了满足国六排放要求，柴油后处理技术路线设计了包括氧化性催化剂（doc）、颗粒捕集器催化剂（dpf）、选择性催化剂（scr）、氨逃逸催化器(asc)等来对发动机产生的尾气进行处理，其中doc、scr和asc是处理发动机排气中的气态污染物，而dpf则是处理发动机排气中的颗粒污染物（pm、pn等，俗称碳烟）。dpf主要的功能首先是将发动机排气中的颗粒污染物捕集到dpf催化单元中，然后经过化学反应和高温后再将捕集的颗粒物进行处理，以此过程来控制颗粒物的排放。在dpf内部捕集了颗粒物后，需要将捕集的颗粒物进行处理，其中处理颗粒物的方式有两种，一种处理方式是被动再生，即在车辆正常行驶过程中，排气中的部分nox会被doc氧化成no2，氧化的no2会与dpf内部的颗粒物进行化学反应，除去dpf内部的部分颗粒物。另一种是处理方式是主动再生，即当dpf内部颗粒物捕集到一定量后，发动机会调整运行策略，开启燃油的远后喷，喷射大量的燃油，燃油经过doc后会将燃油氧化，产生大量的热量，大量的热量会随着排气进入到dpf内部，然后采用高温的方式使dpf内部的颗粒物发生燃烧，以此来除去dpf内部大量的颗粒物。
3.为了满足gb 17691—2018的法规对颗粒污染物的要求，基本所有的柴油发动机都会安装dpf来满足法规中pm/pn的要求，虽然dpf的功能是捕集颗粒污染物，然后经过化学反应和高温燃烧的方式来除去dpf捕集的颗粒污染物。但是如果不能采用有效的方法来研究碳烟在dpf内部的变化情况，就无法根据dpf内碳烟的变化情况来设定相关的控制程序。当碳烟在dpf内部不能得到安全有效的处理，轻则会使车辆的油耗上升，甚至无法正常使用。重则会造成车辆烧毁，甚至威胁到人身安全。
4.在现目前柴油国六后处理的开发过程中，很多主机厂无法对dpf的性能提出一个明确的要求，这主要是由于各个主机厂的发动机燃烧和排放具有差异，导致的排放中的颗粒物的大小和数量有差异，并且由于各个主机厂对于dpf中碳烟的处理要求也各不相同，以及各个主机厂对于dpf的测试验证方法也不尽相同，进而无法对dpf的技术要求提出一个明确的要求。
技术实现要素：5.本发明的目的在于：针对现有技术存的碳烟处理要求不同和测试方法不同导致的dpf的技术要求不明确的问题，提供一种柴油颗粒捕集器发动机台架性能评价方法。通过先将dpf活化，再加载至最大碳载量，作为再生前的重量变化值，利于规范了主动再生和被动再生的测试条件。
6.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种柴油颗粒捕集器发动机台架性能评价方法，在主动再生性能测试和/或被动
再生性能测试时，再生前的质量变化值通过如下步骤获得；s1，将dpf活化，获取dpf样品活化后的dpf重量m1；s2，在柴油机上将dpf样品碳烟加载至最大碳载量，并称重，获得加载碳烟后的dpf重量m2；再生前质量变化值为m2-m1。
7.主动再生效率=主动再生后的质量变化值/再生前质量变化值；被动再生效率=被动再生后的质量变化值/再生前质量变化值。
8.通过先将dpf活化，再加载至最大碳载量，作为再生前的重量变化值，规范了主动再生和被动再生的测试条件，利于主动再生性能和被动再生性能表征评价，利于统一dpf在行业内的综合评价方法。
9.步骤s1中，dpf活化温度为250℃以上。活化时间1-2h。
10.作为本发明的优选方案，步骤s1具体为，调整发动机工况，使排气温度达到500℃，将dpf在500℃下活化1h，取出dpf，保持dpf内部温度在200℃以上，此时dpf的重量即为活化后的dpf重量m1。
11.作为本发明的优选方案，步骤s2具体为，将dpf装载至柴油发动机的排气管路上，将dpf碳烟加载至最大碳载量，此时dpf的重量为加载碳烟后的dpf重量m2。
12.作为本发明的优选方案，在主动再生性能测试时，再生后的质量变化值通过如下步骤获得；s3，恒定发动机工况，使发动机排气空速为50000-60000 h-1
，控制dpf入口不高于300℃，稳定3-5min；提升dpf入口温度至620℃
±
20℃，保持温度不变，再生过程持续20-30min，退出再生模式，取下dpf进行称重，获得主动再生后的dpf重量m3；主动再生后的质量变化值为m2-m3；主动再生效率通过如下公式计算，主动再生效率=（m2-m3）/(m2-m1)。
13.作为本发明的优选方案，在被动再生性能测试时，再生后的质量变化值通过如下步骤获得；s4，调整发动机工况，使发动机排气空速为50000-60000 h-1
，控制dpf入口温度在预设温度，保持发动机排气空速和dpf入口温度稳定运行1-2h，然后取下dpf进行称重，获得被动再生后的dpf重量m4；被动再生后的质量变化值为m2-m4；所述预设温度大于所述dpf的平衡点温度；在预设温度下的被动再生效率通过如下公式计算，被动再生效率=（m2-m4）/（m2-m1）。
14.作为本发明的优选方案，步骤s4中，所述dpf的平衡点温度通过如下方式获得，a1，在柴油机上将dpf碳载量加载至3g/l
±
0.5g/l；a2，恒定发动机工况，使发动机排气空速为50000-60000 h-1
，控制dpf入口温度从250℃
±
10℃开始，以20℃的间隔升高dpf入口温度；a3，在发动机工况稳定期间检测到dpf的压降出现明显下降时，记录dpf入口温度，此温度即为dpf的平衡点温度。
15.作为本发明的优选方案，步骤a3后，还包括步骤a4，持续升高dpf入口温度20℃，以确认上步骤a3压降下降记录的温度点。
16.作为本发明的优选方案，获取不同的预设温度下的被动再生效率，用于评价dpf的被动再生性能。
17.更具体的测试方案如下，作为本发明的优选方案，主动再生性能测试，包括如下步骤，步骤s1，调整发动机工况，使排气温度达到500℃，将dpf在500℃下活化1h，取出
dpf，保持dpf内部温度在200℃以上，此时dpf的重量即为活化后的dpf重量m1；步骤s2，将dpf装载至柴油发动机的排气管路上，将dpf碳烟加载至最大碳载量，此时dpf的重量为加载碳烟后的dpf重量m2；再生前质量变化值为m2-m1；s3，恒定发动机工况，使发动机排气空速为50000-60000 h-1
，控制dpf入口不高于300℃，稳定3min；适用缸内后喷射、排气管喷射或外部加热的方式，提升dpf入口温度至620℃
±
20℃；保持温度不变，再生过程持续20min，退出再生模式，取下dpf进行称重，获得主动再生后的dpf重量m3；主动再生后的质量变化值为m2-m3；以dpf体积大小进行控制发动机排气流量，计算方法是：sv=排气流量/（v*ρ空气）sv是发动机排气空速，单位h-1
；v是dpf体积，单位l；ρ空气为空气密度，取值1.29，单位kg/m
³
排气流量是测试设备直接测试的结果，排空速度sv是根据上述公式计算得到的计算结果。
18.主动再生效率通过如下公式计算，主动再生效率=（m2-m3）/(m2-m1)。
19.再生持续时间增加至20min，持续时间与使用时的实际再生时间接近，利于真实评价dpf主动再生效率。
20.作为本发明的优选方案，被动再生性能测试，包括如下步骤，步骤s1，调整发动机工况，使排气温度达到500℃，将dpf在500℃下活化1h，取出dpf，保持dpf内部温度在200℃以上，此时dpf的重量即为活化后的dpf重量m1；步骤s2，将dpf装载至柴油发动机的排气管路上，将dpf碳烟加载至最大碳载量，此时dpf的重量为加载碳烟后的dpf重量m2；再生前质量变化值为m2-m1；s4，调整发动机工况，使发动机排气空速为50000-60000 h-1
，控制dpf入口温度在预设温度，保持发动机排气空速和dpf入口温度稳定运行2h，然后取下dpf进行称重，获得被动再生后的dpf重量m4；被动再生后的质量变化值为m2-m4；所述预设温度大于所述dpf的平衡点温度；在预设温度下的被动再生效率通过如下公式计算，被动再生效率=（m2-m4）/（m2-m1）；步骤s4中，所述dpf的平衡点温度通过如下方式获得，a1，在柴油机上将dpf碳载量加载至3g/l
±
0.5g/l；a2，恒定发动机工况，使发动机排气空速为50000-60000 h-1
，控制dpf入口温度从250℃
±
10℃开始，以20℃的间隔升高dpf入口温度；a3，在发动机工况稳定期间检测到dpf的压降出现明显下降时，记录dpf入口温度，此温度即为dpf的平衡点温度；a4，持续升高dpf入口温度20℃，以确认上步骤a3压降下降记录的温度点；不同预设温度下的被动再生效率用于评价dpf的被动再生性能。
21.平衡点温度为碳烟反应温度，通常直接用平衡点温度的高低来评价dpf的被动再
生性能，不能具体的量化dpf的再生效率或者再生速率。上述方法中，用被动再生效率评价dpf的被动再生性能，从低温到高温动态持续的温度变化来评价dpf内部碳烟变化的趋势，评价了特定温度下dpf的性能。
22.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明的柴油颗粒捕集器发动机台架性能评价方法，通过先将dpf活化，再加载至最大碳载量，作为再生前的重量变化值，dpf活化、排气空速的控制以及主动再生时持续时间增加至20min的参数控制，更接近实际使用时的再生时间，提升了再生效率的准确性。该方法通过发动机排温的分布情况进行统计，筛选代表性的温度点进行被动再生性能测试，通过对入口温度进行主动再生性能测试，简单易行，适用于评价dpf在被动再生和主动再生处理碳烟的性能。利于规范主动再生和被动再生的测试条件，利于主动再生性能和被动再生性能表征评价，利于统一dpf在行业内的综合评价方法。
附图说明
23.图1是本发明实施例1中的dpf平衡点温度测试结果。
具体实施方式
24.下面结合附图，对本发明作详细的说明。
25.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
26.实施例1一种柴油颗粒捕集器发动机台架性能评价方法，包括主动再生性能评价和被动再生性能评价。
27.1、主动再生性能测试催化单元（dpf）尺寸直径为190.5mm，高度为177.2mm，孔目数为300cpsi，壁厚为9mil，催化剂体积为5.07l。
28.将dpf封装于一种简易的封装结构内，并将封装后的dpf安装与发动机的排气管路上；启动发动机，调整发动机的运行工况，使发动机的排气温度达到500℃，在此工况的温度下活化dpf样品1h，活化后称取此时dpf的重量，得到活化后的dpf重量m1，14991g；调整发动机工况加载碳烟，使dpf的碳烟加载量加载至最大碳烟量（5g/l
±
0.5g/l），称取重量，得到加载碳烟后的dpf重量m2，15015g；在测试dpf前加装一支doc，用于dpf主动再生升温使用。使用缸内后喷射，排气管喷射或外部提温方式，尽快提升dpf入口温度至620℃
±
20℃；保持该温度不变，整个再生过程持续30min；退出再生模式，拆下dpf进行称重，获得主动再生后的dpf重量m3，14995g；计算dpf主动再生效率：dpf（主动再生效率）=（15015-14995）/（15015-14991）*100%=83.33%。
29.而在常规测试方法中，在主动再生性能测试时，未对dpf样品进行活化，温度持续
时间仅为10分钟，与dpf的主动再生的实际控制工况不一致，操作过程的控制不清晰，且再生过程中的持续时间不长，与实际的再生时间具有较大差异，由于时间较短，不易真实评价出dpf在主动再生的时候的再生效率。
30.2、被动再生性能2.1平衡点温度测试在主动再生试验后，调整发动机工况，使dpf入口温度保持在620℃
±
20℃持续1h，以保证dpf内部的碳烟完全除去；在发动机上将dpf内部的碳烟加载至至3g/l
±
0.5g/l；恒定发动机工况，使发动机排气空速为60000h-1
，控制dpf入口温度从250℃
±
10℃开始，以20℃的间隔升高dpf入口温度，每个稳定的温度下运行20min；在发动机工况稳定期间检测到dpf的压降出现明显下降时，记录dpf入口温度；持续升高dpf入口温度20℃，以确认上一步骤压降下降记录的温度点。试验示意图详见附图1，根据附图可以看出dpf的平衡点温度为310℃。
31.2.2350℃被动再生性能在平衡点温度试验后，调整发动机工况，使dpf入口温度保持在620℃
±
20℃持续1h，以保证dpf内部的碳烟完全除去，称取dpf重量，得到活化后的dpf重量m1，14991g；调整发动机工况加载碳烟，使dpf的碳烟加载量加载至最大碳烟量（5g/l
±
0.5g/l），称取重量，得到加载碳烟后的dpf重量m2，15017g；调整发动机工况，使发动机排气空速为60000h-1
，dpf入口温度350℃，保持发动机排气空速和dpf入口温度稳定运行2h，2h后称取dpf此时的重量15008；停止发动机，计算dpf在350℃/60000h-1
工况下的被动再生效率：（15017-15008）/（15017-14991）*100%=34.62%。
32.2.3400℃被动再生性能在平衡点温度试验后，调整发动机工况，使dpf入口温度保持在620℃
±
20℃持续1h，以保证dpf内部的碳烟完全除去，称取dpf重量，14984；调整发动机工况加载碳烟，使dpf的碳烟加载量加载至最大碳烟量（5g/l
±
0.5g/l），称取重量，15011g；调整发动机工况，使发动机排气空速为60000h-1
，dpf入口温度400℃，保持发动机排气空速和dpf入口温度稳定运行1h，1h后称取dpf此时的重量14997；停止发动机，计算dpf在400℃/60000h-1工况下的被动再生效率：（15011-14997）/（15011-14984）*100%=51.85%。
33.350℃和400℃温度下的被动再生性能效率用于评价dpf的被动再生性能。
34.而在常规被动再生性能测试时，仅采用测试平衡点温度作为评价方法。仅仅从碳烟反应温度的高低来评价dpf的性能，不能具体的量化dpf的再生效率或者再生速率。
35.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种柴油颗粒捕集器发动机台架性能评价方法，其特征在于，在主动再生性能测试和/或被动再生性能测试时，再生前的质量变化值通过如下步骤获得；s1，将dpf活化，获取dpf样品活化后的dpf重量m1；s2，在柴油机上将dpf样品碳烟加载至最大碳载量，并称重，获得加载碳烟后的dpf重量m2；再生前质量变化值为m2-m1。2.根据权利要求1所述的柴油颗粒捕集器发动机台架性能评价方法，其特征在于，步骤s1具体为，调整发动机工况，使排气温度达到500℃，将dpf在500℃下活化1h，取出dpf，保持dpf内部温度在200℃以上，此时dpf的重量即为活化后的dpf重量m1。3.根据权利要求1所述的柴油颗粒捕集器发动机台架性能评价方法，其特征在于，步骤s2具体为，将dpf装载至柴油发动机的排气管路上，将dpf碳烟加载至最大碳载量，此时dpf的重量为加载碳烟后的dpf重量m2。4.根据权利要求1-3任一所述的柴油颗粒捕集器发动机台架性能评价方法，其特征在于，在主动再生性能测试时，再生后的质量变化值通过如下步骤获得；s3，恒定发动机工况，使发动机排气空速为50000-60000 h-1
，控制dpf入口不高于300℃，稳定3-5min；提升dpf入口温度至620℃
±
20℃，保持温度不变，再生过程持续20-30min，退出再生模式，取下dpf进行称重，获得主动再生后的dpf重量m3；主动再生后的质量变化值为m2-m3；主动再生效率通过如下公式计算，主动再生效率=（m2-m3）/(m2-m1)。5.根据权利要求1-3任一所述的柴油颗粒捕集器发动机台架性能评价方法，其特征在于，在被动再生性能测试时，再生后的质量变化值通过如下步骤获得；s4，调整发动机工况，使发动机排气空速为50000-60000 h-1
，控制dpf入口温度在预设温度，保持发动机排气空速和dpf入口温度稳定运行1-2h，然后取下dpf进行称重，获得被动再生后的dpf重量m4；被动再生后的质量变化值为m2-m4；所述预设温度大于所述dpf的平衡点温度；在预设温度下的被动再生效率通过如下公式计算，被动再生效率=（m2-m4）/（m2-m1）。6.根据权利要求5所述的柴油颗粒捕集器发动机台架性能评价方法，其特征在于，步骤s4中，所述dpf的平衡点温度通过如下方式获得，a1，在柴油机上将dpf碳载量加载至3g/l
±
0.5g/l；a2，恒定发动机工况，使发动机排气空速为50000-60000 h-1
，控制dpf入口温度从250℃
±
10℃开始，以20℃的间隔升高dpf入口温度；a3，在发动机工况稳定期间检测到dpf的压降出现明显下降时，记录dpf入口温度，此温度即为dpf的平衡点温度。7.根据权利要求6所述的柴油颗粒捕集器发动机台架性能评价方法，其特征在于，步骤a3后，还包括步骤a4，a4，持续升高dpf入口温度20℃，以确认上步骤a3压降下降记录的温度点。8.根据权利要求5所述的柴油颗粒捕集器发动机台架性能评价方法，其特征在于，获取不同的预设温度下的被动再生效率，用于评价dpf的被动再生性能。
9.根据权利要求1所述的柴油颗粒捕集器发动机台架性能评价方法，其特征在于，主动再生性能测试，包括如下步骤，步骤s1，调整发动机工况，使排气温度达到500℃，将dpf在500℃下活化1h，取出dpf，保持dpf内部温度在200℃以上，此时dpf的重量即为活化后的dpf重量m1；步骤s2，将dpf装载至柴油发动机的排气管路上，将dpf碳烟加载至最大碳载量，此时dpf的重量为加载碳烟后的dpf重量m2；再生前质量变化值为m2-m1；s3，恒定发动机工况，使发动机排气空速为50000-60000 h-1
，控制dpf入口不高于300℃，稳定3min；提升dpf入口温度至620℃
±
20℃，保持温度不变，再生过程持续20min，退出再生模式，取下dpf进行称重，获得主动再生后的dpf重量m3；主动再生后的质量变化值为m2-m3；主动再生效率通过如下公式计算，主动再生效率=（m2-m3）/(m2-m1)。10.根据权利要求1所述的柴油颗粒捕集器发动机台架性能评价方法，其特征在于，被动再生性能测试，包括如下步骤，步骤s1，调整发动机工况，使排气温度达到500℃，将dpf在500℃下活化1h，取出dpf，保持dpf内部温度在200℃以上，此时dpf的重量即为活化后的dpf重量m1；步骤s2，将dpf装载至柴油发动机的排气管路上，将dpf碳烟加载至最大碳载量，此时dpf的重量为加载碳烟后的dpf重量m2；再生前质量变化值为m2-m1；s4，调整发动机工况，使发动机排气空速为50000-60000 h-1
，控制dpf入口温度在预设温度，保持发动机排气空速和dpf入口温度稳定运行2h，然后取下dpf进行称重，获得被动再生后的dpf重量m4；被动再生后的质量变化值为m2-m4；所述预设温度大于所述dpf的平衡点温度；在预设温度下的被动再生效率通过如下公式计算，被动再生效率=（m2-m4）/（m2-m1）；步骤s4中，所述dpf的平衡点温度通过如下方式获得，a1，在柴油机上将dpf碳载量加载至3g/l
±
0.5g/l；a2，恒定发动机工况，使发动机排气空速为50000-60000 h-1
，控制dpf入口温度从250℃
±
10℃开始，以20℃的间隔升高dpf入口温度；a3，在发动机工况稳定期间检测到dpf的压降出现明显下降时，记录dpf入口温度，此温度即为dpf的平衡点温度；a4，持续升高dpf入口温度20℃，以确认上步骤a3压降下降记录的温度点；不同预设温度下的被动再生效率用于评价dpf的被动再生性能。
技术总结本发明涉及尾气处理技术领域，具体涉及一种柴油颗粒捕集器发动机台架性能评价方法。该评价方法在主动再生性能测试和/或被动再生性能测试时，再生前的质量变化值通过如下步骤获得；S1，将DPF活化，获取DPF样品活化后的DPF重量m1；S2，在柴油机上将DPF样品碳烟加载至最大碳载量，并称重，获得加载碳烟后的DPF重量m2；再生前质量变化值为m2-m1。通过先将DPF活化，再加载至最大碳载量，作为再生前的重量变化值，规范了主动再生和被动再生的测试条件，利于主动再生性能和被动再生性能表征评价，利于统一DPF在行业内的综合评价方法。统一DPF在行业内的综合评价方法。统一DPF在行业内的综合评价方法。
技术研发人员：吕亮 周政宏 陈海昆 葛君洲 龙海 刘志敏 王云 李云 陈启章
受保护的技术使用者：中自环保科技股份有限公司
技术研发日：2022.03.16
技术公布日：2022/7/5
