技术领域
[0001] 本
发明属于后处理系统技术领域,尤其涉及一种后处理系统的老化方法及装置、处理方法。
背景技术
[0002] 为了满足排放法规,在车辆上安装柴油
发动机后处理系统,后处理系统包括
氧化催化器DOC、柴油颗粒
过滤器DPF以及
选择性催化还原器SCR。车辆要求在一定使用条件内必须都满足相应排放法规,如,国六法规要求轻型车辆在160,000km内排放须达标,而重型车辆则被要求在700,000km内排放必须达标。这样对安装在车辆上的后处理系统的耐久性有很高的要求。
[0003] 由于后处理系统通常通过催化剂将尾气中的
碳氢化合物、氮氧化物、
一氧化碳转换为
水、二氧化碳、氮气,而催化剂在使用过程中会逐渐老化。因此,催化剂老化后的性能直接影响了后处理系统的耐久性。
[0004] 通过道路或者转毂使试验车辆在规定的工况下运行16万公里,并每1万公里测试一次排放物,通过测试数据获取后处理系统的耐久劣化系数,实现对整车的耐久性试验。但是,整车耐久试验需要长时间的测试过程才能获得最终的结果,通常测试周期为7个月左右,消耗大量的人
力、物力和财力。
[0005] 研究发现后处理系统的老化主要是热老化,热老化的强度是
温度和时间的函数,提高温度可以使得后处理系统被快速老化,而不必通过车辆行驶长距离的方式使得后处理系统老化。
[0006] 现有采用台架老化试验实现对后处理系统的老化,为了避免对后处理系统进行几百上千个小时的台架老化试验,通过提高排气温度来
加速老化。由于柴油机正常难以产生600℃以上的高温排气,因此
现有技术通常靠在DOC上游喷射柴油来提高排气温度,但DOC氧化柴油放出热量会导致温度难以控制,并且还会伴随着DOC贵金属催化剂的高温迁移,影响老化效果。
[0007] 针对台架老化试验中存在的金属催化剂的高温迁移而影响老化效果的问题,现有技术中还提出了另一种老化试验。具体为取与后处理系统制作工艺一致的样品,放入管式炉中热老化,将样品的耐久劣化系数作为后处理系统的耐久劣化系数。管式炉中可以提供快速老化所需的温度并模拟柴油机尾气气氛,因此避免了贵金属催化剂的高温迁移的问题产生。但是,样品与后处理系统本身是不同的,样品的耐久劣化系数与后处理系统的耐久劣化系数可能不同,即老化后的样品并不能完全真实地反映后处理系统的劣化性能;此外,老化过程中无法对后处理系统的劣化性能进行监测,容易造成过老化。
发明内容
[0008] 有鉴于此,本发明的目的在于提供一种后处理系统的老化方法及装置、处理方法,以解决现有技术中对后处理系统老化的过程中容易出现过老化的问题。
[0009] 技术方案如下:
[0010] 本发明提供一种后处理系统的老化方法,包括:
[0011] 获取至少一个样品;所述样品的参数与待老化后处理系统的参数相同;
[0012] 将所述样品和所述待老化后处理系统放入
马弗炉中;
[0013] 向所述马弗炉通入老化气体;
[0014] 控制所述马弗炉内的温度达到预定老化温度;
[0015] 对所述样品和所述待老化后处理系统进行老化;其中,在老化过程中,间隔预定时间获取所述样品进行劣化性能检测;
[0016] 根据劣化性能的检测结果,确定是否完成对所述待老化后处理系统的老化;
[0017] 确定完成对所述待老化后处理系统的老化,则结束老化。
[0018] 优选地,所述将所述样品和所述待老化后处理系统均放入马弗炉中包括:
[0019] 将所述样品用耐高温
衬垫包裹后,与所述待老化后处理系统一起放入马弗炉中。
[0020] 优选地,所述确定完成对所述待老化后处理系统的老化,则结束老化包括:
[0021] 确定完成对所述待老化后处理系统的老化,则维持向所述马弗炉通入老化气体;
[0022] 将所述马弗炉内的温度降至室温。
[0023] 优选地,所述根据劣化性能的检测结果,确定是否完成对所述待老化后处理系统的老化之后,还包括:
[0024] 确定未完成对所述待老化后处理系统的老化,返
回执行对所述样品和所述待老化后处理系统进行老化的操作。
[0025] 优选地,所述根据劣化性能的检测结果,确定是否完成对所述待老化后处理系统的老化包括:
[0026] 判断所述劣化性能的参数值是否达到预置
阈值;
[0027] 判断所述劣化性能的参数值达到预置阈值,则确定完成对所述待老化后处理系统的老化。
[0028] 优选地,所述预定老化温度为650~800℃。
[0029] 本发明还提供了一种后处理系统的处理方法,包括:
[0030] 对后处理系统以及样品进行老化;其中,在老化过程中,对所述样品进行劣化性能检测以确定是否完成对所述后处理系统的老化;
[0031] 对老化后的所述后处理系统进行耐久劣化测试,并计算得到劣化系数。
[0032] 优选地,所述对老化后的所述后处理系统进行耐久劣化测试包括:
[0033] 对所述后处理系统进行整车安装后,进行耐久劣化测试;或,
[0034] 将所述后处理系统安装在试验台架上,进行耐久劣化测试。
[0035] 本发明还提供了一种后处理系统的老化装置,包括马弗炉、分别与所述马弗炉连接的进气口、出气口和升温装置;其中,所述马弗炉上设置有取样口,用于在老化过程中间隔预定时间获取样品;
[0036] 所述进气口,用于向所述马弗炉通入老化气体;
[0037] 所述出气口,用于排出所述马弗炉内的气体;
[0038] 所述升温装置,用于将所述马弗炉内的温度升高至老化温度。
[0039] 与现有技术相比,本发明提供的上述技术方案具有如下优点:
[0040] 从上述技术方案可知,本
申请中获取到样品后,将样品以及后处理系统一同放入马弗炉中进行老化,在老化过程中每间隔预定时间从马弗炉中获取样品进行性能检测,以确定是否完成对后处理系统的老化,由于可以对后处理系统的老化过程进行监控,因此可以避免出现过老化的问题。且将整体的后处理系统直接放入马弗炉中老化,因此,结束老化后可以直接将后处理系统从马弗炉中取出,并直接安装在整车或者发动机台架上进行耐久劣化后的性能测试,计算得到劣化系数。由于计算得到的劣化系数就是后处理系统的劣化系数,因此相较于现有技术中采用对老化后的样品进行耐久劣化的性能测试,计算得到样品的劣化系数以作为后处理系统的劣化系数,耐久劣化的性能测试的测试结果准确。
附图说明
[0041] 为了更清楚地说明本发明
实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0042] 图1是本发明实施例提供的一种后处理系统的老化方法的
流程图;
[0043] 图2是本发明实施例提供的另一种后处理系统的老化方法的流程图;
[0044] 图3是本发明实施例提供的一种后处理系统的处理方法的流程图;
[0045] 图4是本发明实施例提供的一种后处理系统的老化装置的结构示意图。
具体实施方式
[0046] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,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。
[0047] 本实施例公开了一种后处理系统的老化方法,参见图1,该实施例包括以下步骤:
[0048] S101、获取至少一个样品;所述样品的参数与待老化后处理系统的参数相同;
[0049] 待老化后处理系统包括下列至少一项:氧化催化器DOC、柴油颗粒过滤器DPF、选择性催化还原器SCR;
[0050] 本实施例中获取到的样品的参数与待老化后处理系统的参数相同,其中,参数包括制造工艺、材料、催化剂等。通常可以切割与待老化后处理系统的参数均相同的载体以获取到多个样品。
[0051] 在实际应用中,先在载体上涂覆催化剂,其中,在载体上涂覆的催化剂与待老化后处理系统内的催化剂相同。然后再对载体进行分割,以得到多个表面涂覆有催化剂的样品。
[0052] 根据对待老化后处理系统的老化强度确定样品的个数。可以理解的是,在老化温度相同的情况下,老化强度越强需要的老化时间越长,即老化过程越长,这样在老化过程中需要的样品数量就会越多。可选地,本实施例中样品数量为5~10个。
[0053] 此外,由于后续需要根据样品对老化程度进行判断,因此,对样品的尺寸有一定要求。具体地,在根据样品对老化程度进行判断时,需要将样品进行
研磨,以进一步得到性能参数。若样品尺寸过大,将导致不容易研磨,进而导致对样品的性能参数的检测操作复杂。同时,考虑到后续需要将获取得到的多个样品以及整体的后处理系统一起放入马弗炉中,若样品尺寸较大必然导致样品占用空间较大,进而导致需要选用较大的马弗炉,提高了老化的成本。因此,在确定样品的尺寸时需要综合考虑对检测操作的影响以及对选取的马弗炉尺寸的影响,合理确定样品的尺寸。
[0054] S102、将所述样品和所述待老化后处理系统放入马弗炉中;
[0055] 根据待老化后处理系统的尺寸以及获取到的多个样品的尺寸,选取合适尺寸的马弗炉,并将多个样品以及待老化后处理系统一起放入马弗炉中。选取马弗炉的准则为能够容纳待老化后处理系统以及一定数量的样品即可,如果选择的马弗炉尺寸过大,对老化过程以及老化效果并不存在任何有益影响,只是造成了系统成本的增加。
[0056] S103、向所述马弗炉通入老化气体;
[0057] 按照特定流量向马弗炉通入老化气体,其中,老化气体的组成成分可以与柴油机尾气中包含的气体成分相同,也可以不同。如,向马弗炉输入包含10%水蒸气的空气。
[0058] 老化气体可以根据实际需求进行调整。本实施例中并不限定老化气体的成分。
[0059] S104、控制所述马弗炉内的温度达到预定老化温度;
[0060] 提高温度可以加快后处理系统的热老化速度。经研究发现,柴油机氧化催化器DOC在400℃的温度下发动机台架老化500小时才能完成相当于100,000公里的道路老化;而在470℃的温度下发动机台架老化300小时可等效于80000公里的道路老化;550℃的温度下发动机台架老化100小时便可等效于80,000公里的道路老化。为了避免进行长时间的老化过程才能完成老化,本实施例中预定老化温度为650~800℃。可选地,预定老化温度为750℃。
[0061] 可以理解的是,根据老化强度的不同,可以调整预定老化温度的范围。如,老化强度增强,则将预定老化温度调高;老化强度减弱,则将预定老化温度调低。
[0062] S105、对所述样品和所述待老化后处理系统进行老化;其中,在老化过程中,间隔预定时间获取一个所述样品进行劣化性能检测;
[0063] 保持马弗炉内的温度在650~800℃温度范围内,持续10~20小时的老化时间。
[0064] 需要注意的是,本实施例的老化过程中每间隔预定时间会从马弗炉内获取一个样品,然后对获取到的这一样品进行催化剂劣化性能检测。通过对样品催化剂劣化性能的检测,确定对待老化后处理系统的老化程度,以避免出现过老化的问题。
[0065] 劣化性能包括样品的理化特性和催化活性,如样品的晶胞参数和结晶度、表面
原子的价态和浓度、对一氧化碳CO/碳氢化合物总量THC/氮氧化物NOx的转化效率等;根据劣化性能可以确定样品是否存在过老化的现象,若样品存在过度的
烧结、载体坍塌、催化活性过度劣化等现象,则说明出现了过老化的问题。
[0066] 本实施例中,每间隔1~2小时取出一个样品进行劣化性能检测,实现了对老化程度的监控。
[0067] S106、根据劣化性能的检测结果,确定是否完成对所述待老化后处理系统的老化;
[0068] 检测结果可以是劣化性能的参数值,若检测结果是劣化性能的参数值,则需要判断劣化性能的参数值是否达到预置阈值,若判断劣化性能的参数值达到预置阈值,则认为若继续老化将会发生过老化现象,即确定完成对所述待老化后处理系统的老化,停止老化。
[0069] 当然,检测结果还可以是是否存在过老化现象,若存在初步过老化现象,则即刻停止继续老化的操作,确定完成对所述待老化后处理系统的老化。
[0070] 确定完成对所述待老化后处理系统的老化,则执行步骤S107;
[0071] 确定没有完成对所述待老化后处理系统的老化,则返回执行步骤S105;
[0072] 其中,每次执行步骤S105以实现对待老化后处理系统的老化时,老化条件都是一致的,即通入的气体成分、流量以及温度都是一致的。
[0073] 本实施例中将连续的老化过程分为多次老化的过程。
[0074] S107、结束老化。
[0075] 由于本实施例是将整体的后处理系统直接放入马弗炉中老化,因此,结束老化后可以直接将后处理系统从马弗炉中取出,并直接安装在整车或者发动机台架上进行耐久劣化后的性能测试,计算得到劣化系数。
[0076] 利用本实施例公开的老化方法对柴油机后处理系统进行老化,相较于采用整车老化试验,即行驶16万公里以实现老化的方法,可以实现快速的老化,且降低了老
化成本。且相较于发动机台架老化试验也可以实现快速的老化,而且老化性能与发动机台架老化试验的老化性能、整车老化试验的老化性能相当。
[0077] 从上述技术方案可知,本实施例中获取到样品后,将样品以及后处理系统一同放入马弗炉中进行老化,在老化过程中每间隔预定时间从马弗炉中获取样品进行性能检测,以确定是否完成对后处理系统的老化,由于可以对后处理系统的老化过程进行监控,因此可以避免出现过老化的问题。且将整体的后处理系统直接放入马弗炉中老化,因此,结束老化后可以直接将后处理系统从马弗炉中取出,并直接安装在整车或者发动机台架上进行耐久劣化后的性能测试,计算得到劣化系数。由于计算得到的劣化系数就是后处理系统的劣化系数,因此相较于现有技术中采用对老化后的样品进行耐久劣化的性能测试,计算得到样品的劣化系数以作为后处理系统的劣化系数,耐久劣化的性能测试的测试结果准确。
[0078] 本实施例中还提供了另一种后处理系统的老化方法,参见图2,该实施例包括以下步骤:
[0079] S201、获取至少一个样品;所述样品的参数与待老化后处理系统的参数相同;
[0080] 本实施例中步骤S201的实现方式与上一实施例中步骤S101的实现方式类似,此处不再赘述。
[0081] S202、将所述样品用耐高温衬垫包裹后,与所述待老化后处理系统一起放入马弗炉中;
[0082] 将获取到的多个样品全部用耐高温衬垫包裹后,再与待老化后处理系统一起放入马弗炉中。这样可以避免样品在老化过程中与其他物质发生化学反应,导致对老化结果产生影响的问题发生。
[0083] S203、向所述马弗炉通入老化气体;
[0084] S204、控制所述马弗炉内的温度达到预定老化温度;
[0085] S205、对所述样品和所述待老化后处理系统进行老化;其中,在老化过程中,间隔预定时间获取一个所述样品进行劣化性能检测;
[0086] S206、根据劣化性能的检测结果,确定是否完成对所述待老化后处理系统的老化;
[0087] 确定没有完成对所述待老化后处理系统的老化,则返回执行步骤S205;
[0088] 确定完成对所述待老化后处理系统的老化,则执行步骤S207;
[0089] 本实施例中步骤S203-S206的实现方式与上一实施例中步骤S103-S106的实现方式类似,此处不再赘述。
[0090] S207、维持向所述马弗炉通入老化气体;
[0091] 在确定完成对所述待老化后处理系统的老化后,可以结束老化操作。但是,在结束老化操作时,仍然需要维持向马弗炉中通入老化气体,其中,通入老化气体的成分以及通入不同成分的老化气体的流量均不改变。
[0092] S208、将所述马弗炉内的温度降至室温,结束老化。
[0093] 将马弗炉内的温度逐渐降低至室温,结束老化过程,并取出完成老化后的后处理系统,直接安装在整车或者发动机台架上进行耐久劣化后的性能测试,计算得到劣化系数。
[0094] 从上述技术方案可知,本实施例中获取到样品后,将样品以及后处理系统一同放入马弗炉中进行老化,在老化过程中每间隔预定时间从马弗炉中获取样品进行性能检测,以确定是否完成对后处理系统的老化,由于可以对后处理系统的老化过程进行监控,因此可以避免出现过老化的问题。且将整体的后处理系统直接放入马弗炉中老化,因此,结束老化后可以直接将后处理系统从马弗炉中取出,并直接安装在整车或者发动机台架上进行耐久劣化后的性能测试,计算得到劣化系数。由于计算得到的劣化系数就是后处理系统的劣化系数,因此相较于现有技术中采用对老化后的样品进行耐久劣化的性能测试,计算得到样品的劣化系数以作为后处理系统的劣化系数,耐久劣化的性能测试的测试结果准确。
[0095] 同时,将多个样品全部用耐高温衬垫包裹后,再与待老化后处理系统一起放入马弗炉中进行老化。这样可以避免样品在老化过程中与其他物质发生化学反应,导致对老化结果产生影响的问题发生,进而可以根据对样品性能的测试,准确确定老化过程的进度。
[0096] 对应上述后处理系统的老化方法,本实施例提供了一种后处理系统的处理方法,参见图3,该实施例包括以下步骤:
[0097] S301、对后处理系统以及样品进行老化;其中,在老化过程中,对所述样品进行劣化性能检测以确定是否完成对所述后处理系统的老化;
[0098] 通过对样品进行劣化性能检测,可以实现对老化过程的监控,避免出现过老化的问题。
[0099] 若确定没有完成对后处理系统的老化,则继续执行老化操作;若确定完成对后处理系统的老化,则结束老化操作。
[0100] S302、对老化后的所述后处理系统进行耐久劣化测试,并计算得到劣化系数。
[0101] 本实施例中对老化后的所述后处理系统进行耐久劣化测试包括:对所述后处理系统进行整车安装后,进行耐久劣化测试;或,将所述后处理系统安装在试验台架上,进行耐久劣化测试。
[0102] 由于本实施例是将整体的后处理系统直接放入马弗炉中老化,因此,结束老化后可以直接将后处理系统从马弗炉中取出,并直接安装在整车或者发动机台架上进行耐久劣化后的性能测试,计算得到劣化系数。
[0103] 从上述技术方案可知,本实施例中在老化过程中每间隔预定时间对样品进行性能检测,以确定是否完成对后处理系统的老化,由于可以对后处理系统的老化过程进行监控,因此可以避免出现过老化的问题。且将整体的后处理系统直接放入马弗炉中老化,因此,结束老化后可以直接将后处理系统从马弗炉中取出,并直接安装在整车或者发动机台架上进行耐久劣化后的性能测试,计算得到劣化系数。由于计算得到的劣化系数就是后处理系统的劣化系数,因此相较于现有技术中采用对老化后的样品进行耐久劣化的性能测试,计算得到样品的劣化系数以作为后处理系统的劣化系数,耐久劣化的性能测试的测试结果准确。
[0104] 对应上述实施例公开的后处理系统的老化方法,本实施例还提供了一种后处理系统的老化装置,参见图4所示,所述老化装置包括马弗炉1、分别与马弗炉1连接的进气口2、出气口3和升温装置4;
[0105] 马弗炉1上设置有取样口5,用于在老化过程中间隔预定时间获取样品;
[0106] 进气口2,用于向马弗炉1通入老化气体;
[0107] 出气口3,用于排出马弗炉1内的气体;
[0108] 升温装置4,用于将马弗炉1内的温度升高至老化温度。
[0109] 所述老化装置还包括计量装置,用于计算并控制通入马弗炉中老化气体的流量,以实现对老化的精确控制。
[0110] 所述老化装置还包括降温装置,用于在结束老化后快速将马弗炉内的温度降至室温。
[0111] 需要注意的是,当通入的老化气体包括多种不同成分的气体时,为了保证马弗炉内的气体均匀,可以设置混合装置,通过在混合装置内将通入的不同成分的气体混合均匀后,再通入马弗炉,实现了准确的老化。
[0112] 从上述技术方案可知,本实施例中获取到样品后,将样品以及后处理系统一同放入马弗炉中进行老化,在老化过程中每间隔预定时间从马弗炉中获取样品进行性能检测,以确定是否完成对后处理系统的老化,由于可以对后处理系统的老化过程进行监控,因此可以避免出现过老化的问题。且将整体的后处理系统直接放入马弗炉中老化,因此,结束老化后可以直接将后处理系统从马弗炉中取出,并直接安装在整车或者发动机台架上进行耐久劣化后的性能测试,计算得到劣化系数。由于计算得到的劣化系数就是后处理系统的劣化系数,因此相较于现有技术中采用对老化后的样品进行耐久劣化的性能测试,计算得到样品的劣化系数以作为后处理系统的劣化系数,耐久劣化的性能测试的测试结果准确。
[0113] 本
说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例提供的装置而言,由于其与实施例提供的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
[0114] 需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0115] 对所公开的实施例的上述说明,使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种
修改对本领域技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
[0116] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。