专利名称：面向汽车催化器快速老化的台架试验方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车耐久试验方法。特别是涉及一种轻型汽油车在发动机台架上模拟车辆道路耐久循环中催化器的老化过程，对汽车催化器进行台架快速老化试验的面向汽车催化器快速老化的台架试验方法。
背景技术：
排放后处理装置耐久性试验是保证车辆在有效的使用寿命内(五阶段汽车有效寿命为16万公里)，车辆排放能够满足相应的排放法规阶段对应的排放污染物限值要求的强制性型式认证试验。汽车催化器台架快速老化是欧5/6排放法规规定的替代整车耐久的一种新的排放后处理装置耐久方式。面向汽车催化器快速老化的台架试验方法为台架耐久模拟替代整车耐久方式提供了实现的手段和可操作的方法。温度是催化器老化的主要影响因素，现有的车辆排放后处理装置耐久性试验只有整车耐久，即通过道路或者转鼓在规定的工况下运行16万公里，通过每1万公里的排放物测试数据取得车辆的排放后处理装置的耐久劣化系数。整车排放后处理装置耐久试验需要长时间的运行才能获得最终的结果，导致汽车厂家产品研发周期过长，影响汽车生产和销售。随着新排放法规的即将出台，耐久里程的增加，以前的耐久方式需要更长的时间来获得试验结果，因此，就更加迫切需要一种既能节省试验时间，但又能够不影响试验认证效果的新耐久方法。台架排放后处理装置耐久方式应运而生，但由于此方式没有先例可循，缺少相关的试验数据，且没有形成规范统一的操作方法。由此需要一种面向汽车催化器快速老化的台架试验方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种既能节省试验时间，但又能够不影响试验认证效果的面向汽车催化器快速老化的台架试验方法。本发明所采用的技术方案是一种面向汽车催化器快速老化的台架试验方法，于 包括如下步骤1)对整车进行SRC试验和对该车的后处理装置进行SBC试验，并对两种循环试验中的催化器分别按照设定的规律测量温度；2)对SBC试验中的催化器温度数据使用BAT方程迭代求出三元催化器的标准有效温度Tr ；3)由1Tr和SRC试验中的催化器温度数据使用BAT方程求出达到160000km SRC试验后催化器老化同等效果所需要的SBC试验的催化器老化时间T ；4)对车辆进行3000km的磨合试验；5)进行I型排放试验，测得污染物排放值Mil ；6)在发动机台架上对从整车上拆下来的催化器进行SBC老化试验，并判断试验时间是否达到计算出的老化时间的95%，没达到该限值就继续SBC试验，如果达到就结束SBC试验；7)重新将催化器安装在整车上，进行I型排放试验，测得污染物排放值Mi2 ；8)计算车辆耐久劣化系数就等于Mi2除以Mil。步骤1所述的对两种循环试验中的催化器分别按照设定的规律测量温度，包括收集2个SRC循环的三元催化器温度，以每25度温度间隔频度区间，统计区间测试次数或者时间，温度传感器的采集频率为1次/秒。步骤1所述的对两种循环试验中的催化器分别按照设定的规律测量温度，包括收集不少于20分钟的SBC循环的三元催化器温度，以每10°C温度间隔频度区间，统计区间测试次数或者时间，温度传感器的采集频率为1次/秒。步骤2所述的对SBC试验中的催化器温度数据使用BAT方程迭代求出三元催化器的标准有效温度Tr的计算过程是Th =任意Tv频度/3600，其中，Th是按照全寿命经调整过的三元催化器温度频段内的时间，Tv是三元催化器温度频段的中间点温度；Te = ThX exp (R/ (Tr+273) -R/ (Tv+273))，其中，Te 是拟合到标准有效温度 Tr 下等同效果的时间，Tr初值设为SBC试验中催化器平均温度，计算出所有温度频段的Te，判断所有Th的和是否等于所有Te的和，如果不等，以一个小量值逐步增加或较小Tr，再计算Te， 重复上面的步骤直到所有Th的和是否等于所有Te的和，那么该Tr就是所需要的催化器的标准有效温度。步骤3所述的SBC试验的催化器老化时间T的计算过程是Th =任意Tv频度X全寿命耐久里程km/两循环工况里程km ； T = ThXexp (R/ (Tr+273) -R/ (Tv+273))，其中 Tr 是根据 SBC 循环催化器温度迭代计算出的催化器标准有效温度；SBC试验的催化器老化时间T = AXTotal (Te)，其中，A是热劣化以外的劣化调整系数为1.1。步骤5所述的污染物排放值Mil是由废气分析仪在车辆I型试验中测量得到的汽车多种排放物中的任一种的排放值。步骤7所述的污染物排放值Mi2是由废气分析仪在车辆I型试验中测量得到的 Mil所对应污染物的排放值。本发明的面向汽车催化器快速老化的台架试验方法，通过采集整车实际道路工况运行的温度分布和台架快速老化工况下的温度分布，根据BAT方程(阿累尼乌斯方程式) 计算出台架模拟整车老化所需要的时间。当台架老化时间大于计算所需的时间，即认为台架快速老化结束。相比传统的实际道路耐久试验方法，大大节约了试验时间，缩短了厂家产品研发和生产周期，节约了成本，同时减少了道路耐久试验中驾驶员的人为因素的影响和安全性问题。
图1是本发明面向汽车催化器快速老化的台架试验方法流程图；图2是标准道路循环工况图；图3是标准台架循环工况图。
在图3中，实线表示空气/燃料比，虚线表示二次空气，60秒为一个循环，具体如下1.0 40sec 空然比为理论空燃比，催化器温度设定在800°C (800°C以上也可以)；2. 41 45sec 空然比为浓(此时不控制温度)；3.46 558沈催化器温度为8901，二次空气喷射量3% (士1%)(此时温度为理论空燃比时+90°C )；4.56 60sec 空然比恢复到理论空燃比，继续喷射二次空气(此时不控制温度)；5.测量项目催化器温度、A/F和空气量(采集频率IHz以上，空气量设定在基准值士5g/sec以内)。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的面向汽车催化器快速老化的台架试验方法做出详细说明。温度是催化器老化的主要影响因素，本发明正是基于这个原理，通过记录和收集整车特定工况下耐久试验中温度和时间的分布，利用台架模拟替代整车耐久试验中的催化器温度和时间分布。然后，通过BAT方程(阿累尼乌斯方程式)，提高台架催化器老化温度， 在取得与道路老化等同效果的条件下缩短催化器老化时间。最后在台架老化试验(等同道路16万公里)结束后，进行车辆排放后处理装置耐久劣化系数的计算。如图所示，本发明的面向汽车催化器快速老化的台架试验方法，包括如下步骤1)对整车进行SRC试验和对该车的后处理装置进行SBC试验，并对两种循环试验中的催化器分别按照设定的规律测量温度；所述的对两种循环试验中的催化器分别按照设定的规律测量温度，包括收集2个 SRC循环的三元催化器温度，以每25度温度间隔频度区间，统计区间测试次数或者时间 (秒)，温度传感器的采集频率为1次/秒。见表1。表1 2次SRC循环三元催化器测试时间计算
权利要求
1.一种面向汽车催化器快速老化的台架试验方法，其特征在于包括如下步骤1)对整车进行SRC试验和对该车的后处理装置进行SBC试验，并对两种循环试验中的催化器分别按照设定的规律测量温度；2)对SBC试验中的催化器温度数据使用BAT方程迭代求出三元催化器的标准有效温度Tr ；3)由Tr和SRC试验中的催化器温度数据使用BAT方程求出达到160000kmSRC试验后催化器老化同等效果所需要的SBC试验的催化器老化时间T ；4)对车辆进行3000km的磨合试验；5)进行I型排放试验，测得污染物排放值Mil；6)在发动机台架上对从整车上拆下来的催化器进行SBC老化试验，并判断试验时间是否达到计算出的老化时间的95%，没达到该限值就继续SBC试验，如果达到就结束SBC试验；7)重新将催化器安装在整车上，进行I型排放试验，测得污染物排放值Mi2；8)计算车辆耐久劣化系数就等于Mi2除以Mil。
2.根据权利要求1所述的面向汽车催化器快速老化的台架试验方法，其特征在于，步骤1所述的对两种循环试验中的催化器分别按照设定的规律测量温度，包括收集2个SRC 循环的三元催化器温度，以每25度温度间隔频度区间，统计区间测试次数或者时间，温度传感器的采集频率为1次/秒。
3.根据权利要求1所述的面向汽车催化器快速老化的台架试验方法，其特征在于，步骤1所述的对两种循环试验中的催化器分别按照设定的规律测量温度，包括收集不少于20 分钟的SBC循环的三元催化器温度，以每10°C温度间隔频度区间，统计区间测试次数或者时间，温度传感器的采集频率为1次/秒。
4.根据权利要求1所述的面向汽车催化器快速老化的台架试验方法，其特征在于，步骤2所述的对SBC试验中的催化器温度数据使用BAT方程迭代求出三元催化器的标准有效温度Tr的计算过程是Th =任意Tv频度/3600，其中，Th是按照全寿命经调整过的三元催化器温度频段内的时间，Tv是三元催化器温度频段的中间点温度；Te = ThXeXp(R/(Tr+273)-R/(Tv+27;3))，其中，Te是拟合到标准有效温度Tr下等同效果的时间，Tr初值设为SBC试验中催化器平均温度，计算出所有温度频段的Te，判断所有 Th的和是否等于所有Te的和，如果不等，以一个小量值逐步增加或较小Tr，再计算Te，重复上面的步骤直到所有Th的和是否等于所有Te的和，那么该Tr就是所需要的催化器的标准有效温度。
5.根据权利要求1所述的面向汽车催化器快速老化的台架试验方法，其特征在于，步骤3所述的SBC试验的催化器老化时间T的计算过程是Th =任意Tv频度X全寿命耐久里程km/两循环工况里程km ；T = ThX exp (R/ (Tr+273) -R/ (Tv+273))，其中Tr是根据SBC循环催化器温度迭代计算出的催化器标准有效温度；SBC试验的催化器老化时间T = AXTotal (Te)，其中，A是热劣化以外的劣化调整系数为 1. 1。
6.根据权利要求1所述的面向汽车催化器快速老化的台架试验方法，其特征在于，步骤5所述的污染物排放值Mil是由废气分析仪在车辆I型试验中测量得到的汽车多种排放物中的任一种的排放值。
7.根据权利要求1所述的面向汽车催化器快速老化的台架试验方法，其特征在于，步骤7所述的污染物排放值Mi2是由废气分析仪在车辆I型试验中测量得到的Mil所对应污染物的排放值。
全文摘要
一种面向汽车催化器快速老化的台架试验方法对整车进行SRC试验和对该车的后处理装置进行SBC试验并测量催化器的温度；对SBC试验中的催化器温度求出三元催化器的标准有效温度Tr；由Tr和SRC试验中的催化器温度数据求出达到160000km SRC试验后催化器老化同等效果所需要的SBC试验的催化器老化时间T；对车辆进行3000km的磨合试验；进行I型排放试验，测得污染物排放值Mi1；对催化器进行SBC老化试验，判断试验时间是否达到计算出老化时间的95％；重新将催化器安装在整车上，进行I型排放试验，测得污染物排放值Mi2；计算车辆耐久劣化系数就等于Mi2除以Mi1。本发明节约了试验时间，缩短了产品研发和生产周期。
文档编号G01M17/007GK102419260SQ20111026537
公开日2012年4月18日 申请日期2011年9月8日 优先权日2011年9月8日
发明者付铁强, 戴春蓓, 李菁元, 杜建波 申请人:中国汽车技术研究中心