[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

说明书

本发明公开一种非道路柴油机颗粒捕集器碳载量计算方法及系统，该方法包括：计算非道路柴油机裸机排放的碳颗粒值；计算DPF载体内部发生的被动再生反应消耗掉的碳颗粒值；计算DPF载体内部发生的主动再生反应消耗掉的碳颗粒值；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；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。本发明能够精确计算出非道路柴油机颗粒捕集器碳载量。

技术领域

本发明涉及非道路柴油机排气后处理技术领域，尤其涉及一种非道路柴油机颗粒捕集器碳载量计算方法及系统。

背景技术

柴油机由于其动力性强、稳定性好、燃油经济等特点，目前，被广泛应用在交通运输行业。但是，其氮氧化物的排放严重影响空气质量，损害人体健康，不利于可持续发展。柴油机颗粒捕集器(Diesel Particulate Filter，DPF)是一种安装在柴油发动机排放系统中的陶瓷过滤器，它可以在微粒排放物质进入大气之前将其捕捉，例如扩散沉淀、惯性沉淀或者线性拦截，能够有效地净化排气中70％～90％的颗粒，是净化柴油机颗粒物最有效、最直接的方法之一。DPF对碳烟颗粒的过滤效率较高，可达到60％～90％。在过滤中，颗粒物集聚在DPF内会导致柴油机排气背压升高，当排气背压达到16kPa～20kPa时，柴油机性能开始恶化，因此必须定期地除去颗粒，使DPF恢复到原来的工作状态，即需要进行再生。然而，针对柴油机DPF的再生控制目前普遍存在柴油机能耗高、机油稀释率高、柴油机可靠性差的问题。

柴油机DPF再生需要后处理控制器准确掌握碳载量达到上限值的时刻，无法确定DPF再生触发时机。通过压差传感器可以估算出DPF基础碳载量，但是排气流量、排气温度对碳载量都有影响。在排气流量小的情况下，通过压差传感器估算出的碳载量有30％以上的偏差，使得再生时机不够准确，造成再生油耗过高、DPF载体烧毁等问题。因此，需要寻找到一种能够快速计算DPF碳载量的方法。

发明内容

本发明的目的在于通过一种非道路柴油机颗粒捕集器碳载量计算方法及系统，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种非道路柴油机颗粒捕集器碳载量计算方法，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。

特别地，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。