CN111706423B - 一种诊断柴油机废气净化***故障的试验方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种诊断柴油机废气净化***故障的试验方法，属于发动机尾气后处理技术领域，该方法包括：将喷油嘴在氧化型催化器上游的排气通道内取出并放入容器内；启动柴油机控制喷油嘴向容器内喷射柴油；OBD***监测氧化型催化器的物理量并上传至ECU电控单元；ECU电控单元诊断氧化型催化器的物理量超出设定阈值范围，并对氧化型催化器效率低故障报出；将喷油嘴安装在氧化型催化器上游的排气通道内；启动柴油机控制喷油嘴向排气通道内喷射柴油；OBD***监测氧化型催化器的物理量并上传至ECU电控单元；ECU电控单元诊断氧化型催化器的物理量在设定阈值范围，并退出氧化型催化器效率低故障。本申请无需更换氧化型催化器样件，提高了试验效率。
Description
技术领域
本申请涉及发动机尾气后处理技术领域，特别涉及一种诊断柴油机废气净化***故障的试验方法。
背景技术
汽车尾气排放已成为主要的大气污染源，为了减少汽车尾气对环境的影响，发动机排出的尾气会依次经过DOC(Diesel Oxidant Catalyst，柴油机氧化型催化器)、DPF(Diesel Particle Filter，柴油颗粒捕集器)和SCR(Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原)催化器后再排入大气中，以此减少汽车尾气对环境的影响。其中，DOC放置在DPF和SCR催化剂之前用于将排气中的一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)转化成无害的水(H20)和二氧化碳(CO2)，以及将废气中的一氧化氮(NO)氧化为二氧化氮(NO2)，加快后续SCR对氮氧化物(NOx)的转化速度和效率，以及催化氧化喷射到DOC前的燃油，通过燃油的燃烧提升DOC内的温度，从而为DPF再生做前期准备。
为了满足国六柴油机尾气排放要求，柴油机制造厂都在开发国六柴油机，国六柴油机为了降低发动机尾气中的NOx和颗粒排放，都匹配了柴油机氧化型催化器(DOC)+柴油颗粒捕集器(DPF)+选择性氧化还原器(SCR)的后处理***。
根据国六柴油机尾气排放要求，需要满足DOC效率低时能够故障报出，DOC效率正常时能够退出DOC效率低故障。相关技术是准备未涂敷DOC催化剂的劣化样件验证DOC效率低故障报出，采用涂敷DOC催化剂的后处理样件来验证退出DOC效率低故障。
相关技术的DOC效率低报出验证方法为：将DOC劣化后处理样件安装到台架上，通过喷油嘴往排气通道内喷油，根据DOC前温、DOC后温的变化和进入DOC的燃油质量来计算DOC转化效率，若DOC转化效率小于目标值，则需要报出DOC效率低故障。
相关技术的退出DOC效率低故障验证方法为：将涂敷DOC催化剂的DOC后处理样件安装到台架上，通过喷油嘴往排气通道内喷油，根据DOC前温、DOC后温的变化和进入DOC的燃油质量来计算DOC转化效率，若转化效率大于目标值，则需要消除DOC效率低故障。
但是，相关技术中验证DOC效率低故障报出和退出DOC效率低故障需要准备专门的劣化样件和合格样件，在验证过程中需要更换样件来实现DOC效率低故障报出和退出DOC效率低故障，影响试验效率。同时，进行DOC效率低故障报出验证时，喷入排气通道中的燃油无法在劣化样件中氧化燃烧而直接排入到大气中，存在失火风险和污染环境的危害。
发明内容
本申请实施例提供一种诊断柴油机废气净化***故障的试验方法，以解决相关技术中验证DOC效率低故障报出和DOC效率正常报出需要准备专门的劣化样件和合格样件，在验证过程中需要更换样件来实现DOC效率低故障报出和DOC效率正常报出，影响试验效率的问题。
本申请实施例提供了一种诊断柴油机废气净化***故障的试验方法，所述方法包括：
将喷油嘴在氧化型催化器上游的排气通道内取出并放入容器内；
启动柴油机控制喷油嘴向容器内喷射柴油，以使所述柴油在容器内储存；
OBD***监测所述氧化型催化器的物理量并上传至ECU电控单元；
ECU电控单元诊断氧化型催化器的物理量超出设定阈值范围，并对氧化型催化器效率低故障报出；
将喷油嘴安装在氧化型催化器上游的排气通道内；
再次启动柴油机控制喷油嘴向排气通道内喷射柴油，以使所述柴油在氧化型催化器内燃烧；
OBD***再次监测所述氧化型催化器的物理量并上传至ECU电控单元；
ECU电控单元诊断氧化型催化器的物理量在设定阈值范围，并退出氧化型催化器效率低故障。
在一些实施例中：所述诊断的工况为氧化型催化器的上游温度在200℃～600℃。
在一些实施例中：所述氧化型催化器的物理量为：
根据喷油嘴喷射的柴油流量计算柴油的热量值Q1；
根据氧化型催化器的上下游温度计算氧化型催化器增加的热量值Q2；
根据氧化型催化器增加的热量值Q2和柴油的热量值Q1计算氧化型催化器的转化效率η。
在一些实施例中：所述喷油嘴喷射的柴油流量计算柴油的热量值Q1＝m*q；
公式中：
m为柴油质量；
q为柴油的热值12kwh/kg；
所述氧化型催化器增加的热量值Q2＝M*C*(T2-T1)；
公式中：
M为经过氧化型催化器的排气质量；
C为排气比热容；
T2为氧化型催化器下游温度；
T1为氧化型催化器上游温度；
所述氧化型催化器的转化效率η＝Q2/Q1。
在一些实施例中：所述氧化型催化器的上下游分别设有第一温度传感器和第二温度传感器，所述第一温度传感器和第二温度传感器均与OBD***连接；
所述第一温度传感器用于检测氧化型催化器上游温度，所述第二温度传感器用于检测氧化型催化器下游温度。
在一些实施例中：所述柴油机设有流量计，流量计用于测量柴油流量，所述流量计与OBD***连接。
在一些实施例中：所述容器的入口大于1mm，容器的高度大于10mm。
在一些实施例中：所述喷油嘴与排气通道通过螺纹可拆卸连接。
在一些实施例中：所述氧化型催化器的下游还依次连通有柴油颗粒捕集器、SCR催化器和氨气捕捉器；
所述柴油颗粒捕集器用于过滤PM颗粒物，所述SCR催化器用于过滤氮氧化物，所述氨气捕捉器用于过滤氨气。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
本申请实施例提供了一种诊断柴油机废气净化***故障的试验方法，由于本方法采用将喷油嘴在氧化型催化器上游的排气通道内取出并放入容器内；启动柴油机控制喷油嘴向容器内喷射柴油；OBD***监测氧化型催化器的物理量并上传至ECU电控单元；ECU电控单元诊断氧化型催化器的物理量超出设定阈值范围，并对氧化型催化器效率低故障报出。将喷油嘴安装在氧化型催化器上游的排气通道内；再次启动柴油机控制喷油嘴向排气通道内喷射柴油，以使柴油在氧化型催化器内燃烧；OBD***监测氧化型催化器的物理量并上传至ECU电控单元；ECU电控单元诊断氧化型催化器的物理量在设定阈值范围，并退出氧化型催化器效率低故障。
因此，本申请的试验方法在验证氧化型催化器效率低故障报出时，将喷油嘴在氧化型催化器上游的排气通道内取出并放入容器内，喷油嘴向容器内喷射柴油，不会有柴油喷入到氧化型催化器内燃烧，即可对氧化型催化器效率低故障报出。本申请的试验方法在退出氧化型催化器效率低故障时，将喷油嘴安装在氧化型催化器上游的排气通道内，喷油嘴向排气通道内喷射柴油，以使柴油在氧化型催化器内燃烧，即可退出氧化型催化器效率低故障。本方法可以通过拆卸喷油嘴来验证氧化型催化器效率低故障报出，通过安装喷油嘴来验证退出氧化型催化器效率低故障，无需更换氧化型催化器样件，提高了试验效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。
图1为本申请实施的结构示意图；
图2为本申请实施的方法流程图。
附图标记：
1、柴油机；2、喷油嘴；3、排气通道；4、氧化型催化器；5、OBD***；6、ECU电控单元；7、第一温度传感器；8、第二温度传感器；9、流量计；10、容器。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种诊断柴油机废气净化***故障的试验方法，其能解决相关技术中验证DOC效率低故障报出和DOC效率正常报出需要准备专门的劣化样件和合格样件，在验证过程中需要更换样件来实现氧化型催化器效率低故障报出和退出氧化型催化器效率低故障，影响试验效率的问题。
参见图1和图2所示，本申请实施例提供了一种诊断柴油机废气净化***故障的试验方法，该方法包括以下步骤：
S1、将喷油嘴2在氧化型催化器4上游的排气通道3内取出并放入容器10内。
S2、启动柴油机1，柴油机1处于热态WHTC循环的工况下，且氧化型催化器的上游温度在200℃～600℃时控制喷油嘴2向容器10内喷射柴油，以使柴油在容器10内储存，容器10的入口大于1mm，容器10的高度大于10mm，避免柴油直接排入到大气中，存在失火风险和污染环境的危害。
S3、OBD***5监测氧化型催化器4的物理量并上传至ECU电控单元6。
S4、ECU电控单元6诊断氧化型催化器4的物理量超出设定阈值范围，并对氧化型催化器效率低故障报出。
S5、将喷油嘴2安装在氧化型催化器4上游的排气通道3内，喷油嘴2与排气通道3通过螺纹可拆卸连接。
S6、再次启动柴油机1，柴油机1处于热态WHTC循环的工况下，且氧化型催化器的上游温度在200℃～600℃时控制喷油嘴2向排气通道3内喷射柴油，以使柴油在氧化型催化器4内燃烧。
S7、OBD***5再次监测氧化型催化器4的物理量并上传至ECU电控单元6。
S8、ECU电控单元6诊断氧化型催化器4的物理量在设定阈值范围，并退出氧化型催化器效率低故障。
本申请的试验方法在验证氧化型催化器效率低故障报出时，将喷油嘴2在氧化型催化器4上游的排气通道3内取出并放入容器10内，然后启动柴油机1，柴油机1处于热态WHTC循环的工况下控制喷油嘴2向容器10内喷射柴油，以使柴油在容器10内储存，不会有柴油喷入到氧化型催化器4内燃烧，因此氧化型催化器4上下游的温度差异很小，根据氧化型催化器4上下游的温度以及喷入排气管的柴油油量热值来计算氧化型催化器4的氧化效率，氧化型催化器4的氧化效率很低，ECU电控单元6即可对氧化型催化器效率低故障报出。
本申请的试验方法在验证退出氧化型催化器效率低故障时，将喷油嘴2安装在氧化型催化器4上游的排气通道3内，然后启动柴油机1，柴油机1处于热态WHTC循环的工况下控制喷油嘴2向排气通道3内喷射柴油，以使柴油在氧化型催化器4内氧化燃烧，从而氧化型催化器4下游温度相比氧化型催化器4上游温度会有比较大的升高，根据氧化型催化器4上下游温度以及喷入排气通道3的燃油量热值来计算氧化型催化器4的氧化效率，氧化型催化器氧化效率很高，ECU电控单元6即可退出氧化型催化器效率低故障。
本方法可以通过拆卸喷油嘴2来验证氧化型催化器效率低故障报出，通过安装喷油嘴2来验证退出氧化型催化器效率低故障，无需更换氧化型催化器样件，提高了试验效率，提高了汽车研发试验进度。
在一些可选实施例中：本申请实施例提供了一种诊断柴油机废气净化***故障的试验方法，该方法的氧化型催化器的物理量为：根据喷油嘴喷射的柴油流量计算柴油的热量值Q1；根据氧化型催化器的上下游温度计算氧化型催化器增加的热量值Q2；根据氧化型催化器增加的热量值Q2和柴油的热量值Q1计算氧化型催化器的转化效率η。
其中，喷油嘴喷射的柴油流量计算柴油的热量值Q1＝m*q；
公式中：m为柴油质量；q为柴油的热值12kwh/kg。
氧化型催化器增加的热量值Q2＝M*C*(T2-T1)；
公式中：M为经过氧化型催化器的排气质量；C为排气比热容，排气比热容为1～2kJ/(kg*K)；T2为氧化型催化器下游温度；T1为氧化型催化器上游温度；
氧化型催化器的转化效率η＝Q2/Q1。
在一些可选实施例中：参见图1所示，本申请实施例提供了一种诊断柴油机废气净化***故障的试验方法，该方法的氧化型催化器4的上下游分别设有第一温度传感器7和第二温度传感器8，第一温度传感器7和第二温度传感器8均与OBD***连接。第一温度传感器7用于检测氧化型催化器4上游温度，第二温度传感器8用于检测氧化型催化器4下游温度。在柴油机1设有流量计9，流量计9用于测量喷油嘴2向排气通道3内喷射柴油的流量，流量计9与OBD***5连接，流量计9可以测量出喷油嘴2向排气通道3内喷射柴油的流量，并将其转化为热值，根据柴油的流量所能产生的热值和氧化型催化器4氧化燃烧产生的实际热值进行比较即可得到氧化型催化器4的氧化效率。
本申请的试验方法在验证氧化型催化器效率低故障报出时，由于不会有柴油喷入到氧化型催化器4内燃烧，因此氧化型催化器4上下游的温度差异很小，根据氧化型催化器4上下游的温度以及喷入排气管的柴油油量热值来计算氧化型催化器4的氧化效率，即可验证氧化型催化器效率低故障报出。
本申请的试验方法在验证退出氧化型催化器效率低故障时，由于柴油在氧化型催化器4内氧化燃烧，因此氧化型催化器4下游温度相比氧化型催化器4上游温度会有比较大的升高，根据氧化型催化器4上下游温度以及喷入排气通道3的燃油量热值来计算氧化型催化器4的氧化效率，即可验证退出氧化型催化器效率低故障。
在一些可选实施例中：氧化型催化器4的下游还依次连通有柴油颗粒捕集器、SCR催化器和氨气捕捉器；柴油颗粒捕集器用于过滤PM颗粒物，所述SCR催化器用于过滤氮氧化物，所述氨气捕捉器用于过滤氨气。柴油颗粒捕集器内设有压力传感器，压力传感器用于检测柴油颗粒捕集器内气体压力。
工作原理
本申请实施例提供了一种诊断柴油机废气净化***故障的试验方法，由于本方法在验证氧化型催化器效率低故障报出时，将喷油嘴2在氧化型催化器4上游的排气通道3内取出并放入容器10内；启动柴油机1控制喷油嘴2向容器10内喷射柴油，以使柴油在容器10内储存；OBD***5监测氧化型催化器4的物理量并上传至ECU电控单元6；ECU电控单元6诊断氧化型催化器4的物理量超出设定阈值范围，ECU电控单元6对氧化型催化器效率低故障报出。
验证退出氧化型催化器效率低故障时，将喷油嘴2安装在氧化型催化器4上游的排气通道3内；启动柴油机1控制喷油嘴2向排气通道3内喷射柴油，以使柴油在氧化型催化器4内燃烧；OBD***5监测氧化型催化器4的物理量并上传至ECU电控单元6；ECU电控单元6诊断氧化型催化器4的物理量在设定阈值范围，ECU电控单元6退出氧化型催化器效率低故障。
因此，本申请的试验方法在验证氧化型催化器效率低故障报出时，将喷油嘴2在氧化型催化器4上游的排气通道3内取出并放入容器10内，喷油嘴2向容器10内喷射柴油，不会有柴油喷入到氧化型催化器4内燃烧，即可对氧化型催化器效率低故障报出。本申请的试验方法在验证退出氧化型催化器效率低故障时，将喷油嘴2安装在氧化型催化器4上游的排气通道3内，喷油嘴2向排气通道3内喷射柴油，以使柴油在氧化型催化器4内燃烧，即可退出氧化型催化器效率低故障时。本方法可以通过拆卸喷油嘴2来验证氧化型催化器4效率低故障报出，通过安装喷油嘴2来验证退出氧化型催化器效率低故障，无需更换氧化型催化器样件，提高了试验效率。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种诊断柴油机废气净化***故障的试验方法，其特征在于，所述方法包括：
将喷油嘴(2)在氧化型催化器(4)上游的排气通道(3)内取出并放入容器(10)内；
启动柴油机(1)控制喷油嘴(2)向容器(10)内喷射柴油，以使所述柴油在容器(10)内储存；
OBD***(5)监测所述氧化型催化器(4)的物理量并上传至ECU电控单元(6)；
ECU电控单元(6)诊断氧化型催化器(4)的物理量超出设定阈值范围，并对氧化型催化器(4)效率低故障报出；
将喷油嘴(2)安装在氧化型催化器(4)上游的排气通道(3)内；
再次启动柴油机(1)控制喷油嘴(2)向排气通道(3)内喷射柴油，以使所述柴油在氧化型催化器(4)内燃烧；
OBD***(5)再次监测所述氧化型催化器(4)的物理量并上传至ECU电控单元(6)；
ECU电控单元(6)诊断氧化型催化器(4)的物理量在设定阈值范围，并退出氧化型催化器(4)效率低故障。
2.如权利要求1所述的一种诊断柴油机废气净化***故障的试验方法，其特征在于：
所述诊断的工况为氧化型催化器(4)的上游温度在200℃～600℃。
3.如权利要求1所述的一种诊断柴油机废气净化***故障的试验方法，其特征在于：
所述氧化型催化器(4)的物理量为：
根据喷油嘴(2)喷射的柴油流量计算柴油的热量值Q1；
根据氧化型催化器(4)的上下游温度计算氧化型催化器(4)增加的热量值Q2；
根据氧化型催化器(4)增加的热量值Q2和柴油的热量值Q1计算氧化型催化器(4)的转化效率η。
4.如权利要求3所述的一种诊断柴油机废气净化***故障的试验方法，其特征在于：
所述喷油嘴(2)喷射的柴油流量计算柴油的热量值Q1＝m*q；
公式中：
m为柴油质量；
q为柴油的热值12kwh/kg；
所述氧化型催化器(4)增加的热量值Q2＝M*C*(T2-T1)；
公式中：
M为经过氧化型催化器(4)的排气质量；
C为排气比热容；
T2为氧化型催化器(4)下游温度；
T1为氧化型催化器(4)上游温度；
所述氧化型催化器(4)的转化效率η＝Q2/Q1。
5.如权利要求1所述的一种诊断柴油机废气净化***故障的试验方法，其特征在于：
所述氧化型催化器(4)的上下游分别设有第一温度传感器(7)和第二温度传感器(8)，所述第一温度传感器(7)和第二温度传感器(8)均与OBD***(5)连接；
所述第一温度传感器(7)用于检测氧化型催化器(4)上游温度，所述第二温度传感器(8)用于检测氧化型催化器(4)下游温度。
6.如权利要求1所述的一种诊断柴油机废气净化***故障的试验方法，其特征在于：
所述柴油机(1)设有流量计(9)，流量计(9)用于测量柴油流量，所述流量计(9)与OBD***(5)连接。
7.如权利要求1所述的一种诊断柴油机废气净化***故障的试验方法，其特征在于：
所述容器(10)的高度大于10mm。
8.如权利要求1所述的一种诊断柴油机废气净化***故障的试验方法，其特征在于：
所述喷油嘴(2)与排气通道(3)通过螺纹可拆卸连接。
9.如权利要求1所述的一种诊断柴油机废气净化***故障的试验方法，其特征在于：
所述氧化型催化器(4)的下游还依次连通有柴油颗粒捕集器、SCR催化器和氨气捕捉器；
所述柴油颗粒捕集器用于过滤PM颗粒物，所述SCR催化器用于过滤氮氧化物，所述氨气捕捉器用于过滤氨气。
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