轻型柴油车DTI工况整车验证方法

2023年11月25日发(作者：新款车型上市2020图片)

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内燃机与配件

轻型柴油车DTI工况整车验证方法

涂紫鹏曰刘宇

（江西五十铃汽车有限公司，南昌330000）

摘要院随着中国排放法规逐步的加严，轻型柴油车在国五法规阶段已经开始增加DPF装置（颗粒捕集器），用来过滤发动机排出

限制目前各大主流车企轻型商用车在国六阶段也沿用了该技术，但不同

PM的碳颗粒，（颗粒物质量）和PN（颗粒物数量）的尾管排放，

因此

DPF可容纳的最大碳载量各异，的车企由于布置差异，DPF体积并不一样，本文对轻型柴油车DPF最大碳载量和再生入口温度

确定提供一种整车上的验证方法。

关键词院轻型柴油车；DPF；再生；DTI

中图分类号院U467.1文献标识码院A文章编号院1674-957X（2021）10-0036-02

0引言

如何有效地协同净化轻型柴油车尾气中的

PM排放，增加DPF装置是解决方向。随着排放

目

法规要求加严，这种技术还会继续得到沿用，

前国内有实力的车企对于DPF的最大碳载量和

再生入口温度会选择发动机台架测试，行业内

但此试验周期

叫做DTI（Droptoidle）工况试验，

长，费用大，限制了规模小的主机厂做这种验

证，DPF最大碳载量和再生入口温度如果没有

得到有效且准确的确定，对于后期开发阶段或

比如碳载量和再生温度设

量产后可能会出现严重的故障，

排放超标等问题。

为解决此置不合理导致DPF超温烧蚀，

提供一种在整车上进行的

DTI验证方法，问题，已达到周

期短、成本低且验证有效的应用目的，以期对汽车行业

DPF验证提供借鉴和参考。

1法规要求

国家环保部2013年9月17日发布轻型汽车污染物

（中国第五阶段）

排放限值及测量方法GB18352.5-2013，其

中对PM的限值要求由国四阶段的0.06g/km下降到

原国

0.0045g/km，加严了92.5%，同时新增PN限值要求，

四排放的发动机已不能通过EGR废弃循环系统彻底解决

达标，需后处理系统增加DPF装置从而起到捕集PM和

对

DPF装置的最大碳载量和再生入口温度研PN的作用，

究成为行业内的重点。

2行业内普遍采用的DTI工况试验方法

目前对DPF碳载量验证的DTI工况试验方法各主机

厂采用发动机台架验证，验证方法主要是：淤首先确定验

证工况点矩阵，不同的入口温度对应的不同碳载量矩阵；

于对DPF硬件进行改制，增加不同位置的热电偶；盂按照

各矩阵点在装载了DPF的发动机台架上对某个碳载量比

如5g/L进行加载；榆不同的DPF大小加载的时间会有差

异，为了加快加载时间会适当的对发动机裸排的PM值进

行调高；虞加载完成后需进行称重已确定是否按设定目标

触发

DPF再生进行加载；愚完成后开始进入稳态工况，

（发动机缸内后喷油量；舆在短时间内马上进行怠速（idle），

）

后喷油关闭；余DPF内部将经历一次升温过程，由热电偶

进行监控记录温度随时间的变化；俞结束后将数据进行保

要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要

（工程师，硕士，主要从

1988-）作者简介院涂紫鹏，男，江西南昌人，

事汽车动力总成及电器原理研究。

图1传感器布置位置图

存形成一组数据；逾重复1-9步骤直到所有点结束。

发动机台架试验方法的优势在于DPF加载可控，可按

同时降到怠速可以通过

ECU预想的速度和时间进行加载，

进行精准控制，但时间周期和试验成本代价较大，一般需花

原因在于发动机台架需要租

费1~2个月，上百万试验费用，

消耗的资源大。

借有资质的发动机台架试验室，为了给行业

在整车上进行测试，

解决这个问题，提供一种新的方法，可

以在道路上完成，灵活性高，所有车企都可进行。

3整车DTI工况试验方法

3.1试验软/硬件准备

淤在后处理总成中，DPF部分需要做成可快速拆装的

模块化形式；于温度热电偶的布置也需要做成模块化，采

用K型热电偶（直径0.8mm）；盂热电偶从DPF出口端插

安装过程中避免损坏出口通道导致碳颗粒泄露，传感

入，

器的布置图如图1所示；榆布置在DPF边缘的热电偶周

围要有开孔通道；虞称重用的秤；愚DPF再生的标定策略。

3.2DPF预处理

以激活后处理总成。并结

建议在整车上运行数小时，

合再生模式运行1小时左右以保证DPF内部累计碳颗粒

，

的深度去除（时间可以根据实际情况调整）DPF必须事先

如图

2所示。安装好所有相应的热电偶，

3.3DTI试验前准备（称重/碳加载）

3.3.1确定新鲜DPF封装单元的重量

称重注意事项：

（建

淤确保每次称重读取数值的时刻都在同一温度下

议称重温度是在停机后能够较容易达到的温度，建议约

200毅C），以DPF正中间的温度热电偶为基准。于务必保证

每次DPF封装单元的称重流程的一致性。

3.3.2碳加载流程

通过调节整车上发动机参数使得排气达到以下稳定

InternalCombustionEngine&Parts

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图2DPF热电偶位置示意

状态，使得碳排放量大概在5~10g/hr的水平，DPF前排温

需维持在小于250益，称重，确认是否加载到目标碳载量，

已达到目标碳载量，确认。

未达到目标碳载量，继续加载，

3.3.3DTI试验操作流程

淤让整车运行在中等转速/低负荷情况，50km/h以下，

使得整个系统逐渐趋于稳定，其间需要注意两点：DPF之

（建议

<250益）前的温度不能太高；尽量避免在DPF上再

额外加载多余碳颗粒的工况。

于升温：根据现有再生策略提高DPF进口温度直至

目标值，如图3所示。

图4温度窗口

需完整记录表中数

温度，表中每一行作为一个测试循环，

据（1数据记录表），按要求整理和分析数据。

如表

表1数据记录表

DPFDTI

称重称重

加载碳载尿素

T.before

Max.

初重

DTIDTI

T4

样件

里程量喷射

体积时间

T

DTI

Date

前后

编号（ON

（g/（Y/

TC1~

DTI）

（km）（L）（g）（g）（g）（s）

益T5

L）N）TC9

5g/LN520

5g/LN540

5g/LN560

5g/LN580

5g/LN600

5g/LN620

5g/LN640

6g/LN520

……

图3DPF内部温度变化

升温直至

DPF前端温度达到目标再生温度盂待机：

时刻左右（，驾驶员松开油

整个过程需要标定工程师配合）

门，将发动机负荷和转速降低到怠速状态（过程一般需要

10~15s）。

榆DPF除碳步骤。使用全负荷工况并结合再生模式运

行1小时左右以保证DPF内部碳颗粒的深度清除

（时间

可以根据实际情况调整）。

虞DPF载体完好性测试。在完成DPF碳颗粒去除后，

可以通过以下手段对DPF完好性作出判断：1）可以通过

将DPF的温度测量值与DPF温度建议运行窗口数值作对

如图（

4。2）PM质量比来做初步判断，通过排放测试循环

来检测

DPF的完整性。数/颗粒数）

4目标参数设定

试验前需确定试验参数，设定多个碳载量和多组T5

5结论

尽管发动机台架DTI工况测试已得到行业内认可，但

随着国家排放法规越来

受周期和成本所限，并不能推广，

越严，DPF装置将会越来越重要，因此本次提供的整车测

目前有车企已经

试方法是一种适用于所有主机厂的规范，

给标

成功得到应用，也得到了国内标定公司的数据认可，

应用价值大。

定提供了有效的数据参考，

参考文献院

[1]GB18352.5—2013，轻型汽车污染物排放限值及测量方法

（中国第五阶段[S].

）

[2]QC/T829-2019，柴油车排气后处理系统技术条件[S].

[3]王丹.柴油机微粒捕集器及其再生技术研究[D].吉林大学，

2013.