孔道结构对柴油机DPF压降及再生特性的影响

针对微粒捕集器(DPF)内部碳烟及灰分颗粒特征,运用AVL-Fire软件建立了六边形孔道结构柴油机微粒捕集器模型。针对不同排气流量、进口温度、孔密度、碳烟和灰分沉积量,对六边形孔道及四边形孔道DPF压降特性和碳烟再生特性进行分析,并研究灰分分布形式对不同孔道形状DPF的影响。结果表明:排气质量流量越大,进口温度越高,不同孔道结构的压降敏感性增大;与传统四边形孔道DPF相比,当碳烟沉积量较低时,六边形孔道DPF压降损失较高;随着碳烟沉积量的增加,六边形孔道DPF压降损失较低,且碳烟承载量较大;灰分在DPF孔道表面层状分布可以有效阻止碳烟深床捕集模式,降低压降损失;六边形孔道DPF能够有效提高碳烟及灰分容量,且碳烟捕集及再生效率较高,再生速率较快,热应力较小,可以降低DPF主动再生频率,延长使用寿命。     

柴油机微粒捕集器臭氧再生法离线再生

由R175型柴油机、微粒捕集器(Φ90 mm×150 mm)、CF-G10型臭氧发生器组成实验系统,进行了臭氧再生法离线再生研究。研究表明,在190℃温度下,再生气从DPF上游侧进气再生时,臭氧可以有效再生DPF,再生效率可达90%以上,再生效率达到65%左右时发生臭氧穿透,臭氧利用率下降;穿透时间点随微粒捕集时的柴油机载荷增大而提前,随微粒捕集时间增加而提前;臭氧供给量不变,再生气流量越大,再生效果越明显;再生气从DPF下游侧进气再生时,臭氧穿透时间点较上游侧进气再生滞后,但发生穿透后DPF几乎不再再生,总再生效率低于70%。结果表明,微粒捕集器臭氧再生法是可行的,对于如何提高臭氧利用率需进一步研究。     

导电泡沫陶瓷过滤柴油机排气微粒的研究

柴油机排气微粒对环境危害严重,研究开发排气过滤技术是解决问题的有效措施之一.利用表面密集排列短纤维的导电泡沫陶瓷作为微粒过滤器的滤芯,对柴油机排气微粒的过滤效率可达90%,并可进行原位通电加热再生,再生后过滤效率不下降.同时,对表面纤维化导电泡沫陶瓷的过滤机理进行了初步探讨.     

不同气氛下微米捕集器的离线再生

基于NO_2、NO_2/O_2以及O_3与PM的化学反应模型,探究了气氛对微粒捕集器(DPF)离线再生效果的影响。研究结果表明,NO_2/N_2的气氛下,PM的起燃温度为250℃,而在NO_2/O_2/N_2气氛下,PM的起燃温度降至150℃左右,但在O_3/N_2气氛下,PM可在低于100℃的再生温度下起燃。在3种气氛下,DPF的再生效率受再生温度的影响均较为明显。当再生温度较低(≤250℃)时,O_3/N_2气氛下,DPF的再生效果最好,且实现完全再生的时间最短;当再生温度较高(250℃)时,NO_2/O_2/N_2气氛下,DPF再生效果最好,且温度越高,实现完全再生的时间越短。在所选的再生温度范围内,O_3/N_2气氛下的壁面最大温度梯度峰值均高于NO_2/N_2和NO_2/O_2/N_2气氛,但远小于DPF安全的温度梯度极限。     

燃煤剂再生微粒捕集器在柴油机排气后处理中的应用研究

分析探讨了柴油机排气颗粒物的组成及危害,介绍了一种燃媒剂再生微粒捕集器（Fuel Borne Catalyst Diesel Particulate Filter,FBC-DPF）的结构及原理,并结合发动机台架试验数据,分析了该微粒捕集器对柴油机排气微粒的改善效果,同时研究了该微粒捕集器的强制再生过程,以及对柴油发动机的动力性和燃油经济性的影响。试验结果表明,该微粒捕集器具有较大的应用前景。     

燃油催化微粒捕集器在柴油机排气后处理中的应用研究

分析探讨了柴油机排气颗粒物的组成及危害,介绍了一种燃油催化微粒捕集器的结构及原理,结合发动机台架试验数据分析了该微粒捕集器对柴油机排气颗粒物的改善效果,同时研究了该微粒捕集器的强制再生过程以及对柴油机动力性和燃油经济性的影响.试验结果表明,该微粒捕集器具有较大的应用前景.     

催化型微粒捕集器的再生与压降数值研究

采用新的再生机理对催化型微粒捕集器（CPF）深床捕集微粒的氧化再生过程进行了建模,并将微粒捕集器中的压降分成5个部分分别计算,对其压降特性进行了数值研究。结果表明,新模型对深床捕集微粒的氧化再生计算与实验值吻合良好,比原模型更能反映微粒沉积的实际过程,深床捕集微粒的压降计算值也更精确。在排气流量大、温度高的工况下,深床捕集微粒的压降先迅速增大再减小的现象明显。研究结果能为工程应用提供验证手段,为CPF的优化设计提供依据。     

柴油机用DPF技术及其再生系统的匹配与优化

实验通过在26台工程机械上安装德国CPK Automotive公司的压力和温度数据采集系统并进行数据分析,完成对工程机械用柴油机使用的DPF的再生系统的类型的匹配,并确定了最优匹配方案。实验结果显示,有15台工程机械的数据误差在允许范围内,可以进行后续实验;13台工程机械排放的最高压力基本都在10 k Pa左右,符合DPF再生系统的再生要求,可作为再生始点;匹配主要依照排放的最高温度和平均温度作为选择标准,每台工程机械可有1~4种匹配方案;通过工程机械的高比例工作温度范围、DPF自身性质、燃油品质这些因素匹配一种最优方案,总共有4种方案匹配13台工程机械。     

孔道结构对柴油机微粒捕集器工作特性的影响

针对柴油机微粒捕集器中灰烬颗粒的沉积特征,设计了一种非对称孔道微粒捕集器,基于非对称孔道微粒捕集器对微粒捕集器再生模型进行修正,分析了非对称孔道对微粒捕集器再生特性的影响。研究结果表明,增大过滤体进出口截面比能减少微粒捕集器的压力损失,降低碳烟再生时过滤壁面的最大温度,且非对称孔道能减少灰烬沉积对再生时壁面最大温度的影响,因此根据过滤体壁面厚度适当增大进出口孔道截面比可以有效提升过滤体的碳烟承载量,延长微粒捕集器的车载使用寿命。     

柴油机微粒捕集器复合再生性能及其场协同分析

基于柴油机微粒捕集器瞬态复合再生机理,建立了CFD三维仿真模型,并利用漩涡破碎燃烧模型和场协同数学模型对柴油机微粒捕集器瞬态复合再生过程的速度矢量和温度梯度进行了数值模拟和场协同分析,结果表明,再生时间为175 s时的微粒捕集器过滤体后端壁面峰值温度达到1 184 K,且其过滤体内速度矢量和温度梯度的协同度最好,最优燃烧再生区域所占最大比值为0.58,表明此时微粒捕集器过滤体内再生燃烧速率最大,其再生效率最高。