[发明专利]一种非道路柴油机颗粒捕集器碳载量计算方法及系统

权利要求书

1.一种非道路柴油机颗粒捕集器碳载量计算方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S101.计算非道路柴油机裸机排放的碳颗粒值；

S102.计算DPF载体内部发生的被动再生反应消耗掉的碳颗粒值；

S103.计算DPF载体内部发生的主动再生反应消耗掉的碳颗粒值；

S104.将所述非道路柴油机裸机排放的碳颗粒值减去所述DPF载体内部发生的被动再生反应消耗掉的碳颗粒值，然后再减去所述DPF载体内部发生的被动再生反应消耗掉的碳颗粒值得到DPF载体存储的碳颗粒质量流量；

S105.对所述DPF载体存储的碳颗粒质量流量进行时间积分得到DPF累积碳载量。

2.根据权利要求1所述的非道路柴油机颗粒捕集器碳载量计算方法，其特征在于，所述步骤S101具体包括：一、根据柴油机转速和循环喷油量查询稳态工况下的颗粒物排放三维脉谱，从而得到非道路柴油机不同工况下的稳态碳颗粒物质量流量；二、根据DPF捕集效率和所述碳颗粒物质量流量计算得到DPF捕集的碳颗粒物质量流量；三、根据包括EGR率、空燃比在内的参数得到修正因子，对DPF捕集的碳颗粒物质量流量进行修正，从而得到原机碳颗粒值。

3.根据权利要求2所述的非道路柴油机颗粒捕集器碳载量计算方法，其特征在于，所述根据包括EGR率、空燃比在内的参数得到修正因子，对DPF捕集的碳颗粒物质量流量进行修正，从而得到原机碳颗粒值，具体包括：一、根据柴油机转速和循环喷油量查询稳态工况下的EGR修正脉谱，从而得到EGR率对碳颗粒物的修正量；二、根据裸机稳态空燃比和瞬态空燃比的变化值查询空燃比修正表，从而得到空燃比变化率对碳颗粒物的修正量；三、EGR率对碳颗粒物的修正量、空燃比变化率对碳颗粒物的修正量以及DPF捕集的碳颗粒物的质量流量进行相加得到裸机碳颗粒物值。

4.根据权利要求1所述的非道路柴油机颗粒捕集器碳载量计算方法，其特征在于，所述步骤S102中被动再生反应包括：2NO2+C→2NO+CO2，被动再生温度区间为280℃～420℃。

5.根据权利要求4所述的非道路柴油机颗粒捕集器碳载量计算方法，其特征在于，所述步骤S102具体包括：一、根据柴油机转速和循环喷油量查询稳态工况下的裸机NOx脉谱；二、根据DOC催化器NO转化成NO2转化率脉谱得到NO2/NOx比例关系；三、根据裸机NOx数值和NO2/NOx比例进行相乘计算得到排气中NO2的质量流量；四、根据被动再生反应公式2NO2+C→2NO+CO2计算得到理论上NO2与C的摩尔比和发生被动再生反应消耗掉的NO2质量流量；五、将所述排气中的NO2消耗的质量流量除以理论上NO2与C的摩尔比得到被动再生反应理论消耗掉的碳质量流量；六、根据DPF内的温度得到温度对被动再生修正系数；七、根据碳载量得到碳载量对被动再生反应的修正系数；八、将所述被动再生反应理论消耗掉的碳质量流量、所述的温度对被动再生修正系数、碳载量对被动再生反应的修正系数进行相乘计算得到被动再生反应消耗掉的碳载量。

6.根据权利要求1所述的非道路柴油机颗粒捕集器碳载量计算方法，其特征在于，所述步骤S103中主动再生反应包括：O2+C→CO2，主动再生温度大于520℃。

7.根据权利要求6所述的非道路柴油机颗粒捕集器碳载量计算方法，其特征在于，所述步骤S103具体包括：一、根据DPF载体内温度得到碳颗粒和氧气的反应速率；二、根据DPF载体内氧气浓度得到氧含量修正系数；三、根据DPF载体内碳载量得到碳载量修正系数；四、将DPF内的实时碳载量与所述碳和氧气的反应速率、氧含量修正系数和碳载量修正系数相乘计算得到所述主动再生反应消耗掉的碳颗粒值。

8.一种基于权利要求1所述非道路柴油机颗粒捕集器碳载量计算方法的非道路柴油机颗粒捕集器碳载量计算系统，其特征在于，该系统包括：

裸机碳颗粒计算模块，用于计算非道路柴油机裸机排放的碳颗粒值；

被动再生碳颗粒物反应计算模块，用于计算DPF载体内部发生的被动再生反应消耗掉的碳颗粒值；

主动再生反应碳颗粒物计算模块，用于计算DPF载体内部发生的主动再生反应消耗掉的碳颗粒值；

DPF内的碳颗粒物计算模块，用于将所述非道路柴油机裸机排放的碳颗粒值减去所述DPF载体内部发生的被动再生反应消耗掉的碳颗粒值，然后再减去所述DPF载体内部发生的被动再生反应消耗掉的碳颗粒值得到DPF载体存储的碳颗粒质量流量；

积分模块，用于对所述DPF载体存储的碳颗粒质量流量进行时间积分得到DPF累积碳载量。