颗粒捕集器压差传感器位置的试验研究

通过在同一台发动机的汽油颗粒捕集器(GPF)上在不同位置安装压差传感器进行对比试验,研究了压差传感器安装在不同位置对于GPF控制的影响。结果表明:压差传感器安装在不同的位置得到的压差差异很大,对于碳载量压差预估模型的建立以及GPF再生控制有不同的影响。     

汽油机颗粒捕集器的再生试验研究

基于一台1.5 L的涡轮增压汽油发动机,在发动机台架上进行汽油机颗粒捕集器的再生试验,以获得基于温度、氧流量、碳载量的碳颗粒物的再生燃烧速率试验数据。对试验数据进行分析处理,并在发动机台架上以及整车上进行了再生验证试验。结果表明:实际烧碳量与模型烧碳量的偏差精度在30%以内,满足匹配目标要求。     

颗粒物捕集器压降特性试验分析与仿真模拟

基于压降判断柴油机颗粒物捕集器(DPF)再生时机是DPF控制策略关键技术之一。文中采用试验分析和仿真模拟相结合的方式研究了不同碳载量、温度及排气流量对DPF压降特性的影响规律。在DPF加载初期,压降随碳载量迅速增大,随后增长速率减缓。当碳载量小于1g/L时,碳烟捕集处于深床捕集阶段,深床碳烟累积造成总压降迅速上升;当碳载量大于1g/L时,碳烟捕集处于饼层捕集阶段,总压降缓慢增加。在整个捕集过程中深床碳烟层占总压降超过40%。     

国六排放标准下的缸内直喷汽油机颗粒捕集器精度碳载模型建立及验证

为了验证发动机不同修正参数对发动机电子控制单元(ECU)计算汽油机颗粒捕集器(GPF)碳载量的影响,优化和改进国六标准下的汽油机颗粒捕集器控制策略。基于GPF的碳烟加载质量流量模型,利用Simulink进行建模,搭建GPF精度碳载计算仿真模型,通过发动机原排质量流量、不同工况下发动机的空燃比修正参数、PM过滤效率修正参数、发动机运行水温修正参数、发动机负荷修正参数计算模块模拟出GPF碳载量。并通过搭载一款自主研发的1.5T缸内直喷发动机进行台架和整车道路试验,对比验证了缸内直喷汽油机颗粒捕集器精度碳载模型的准确性。通过对GPF载体进行称重,可分析出发动机各修正参数对模型碳载量计算的影响效果。通过对模型进行优化,使仿真结果更接近整车表现。研究结果有利于实现GPF离线标定功能,提升GPF的控制策略,降低相应的开发成本。     

轻型柴油车DTI工况整车验证方法

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的碳颗粒,限制PM(颗粒物质量)和PN(颗粒物数量)的尾管排放,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,但不同的车企由于布置差异,DPF体积并不一样,因此DPF可容纳的最大碳载量各异,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。     

汽油机GPF中颗粒物累积的影响及解决策略

为了使整车达到国六排放法规要求,在轻型汽油车上配置了颗粒捕集器,有效地降低了颗粒污染物(PN、PM)的排放。以一台1.5L的自然吸气汽油发动机,在发动机台架上进行试验,分析颗粒物在GPF的累积对排气背压及油耗的影响。试验结果表明：颗粒物在GPF的累积会造成排气背压的升高,油耗率也有所提高。通过适时地再生,可以有效地减少GPF中的碳颗粒物,降低排气背压,从而减少油耗率,提升了车辆的燃油经济性。     

灰分对DPF压差特性的影响研究

灰分主要来源于机油中的添加剂,颗粒捕集器(diesel particulate filter, DPF)中逐步积累的灰分直接影响DPF性能,对积灰后的DPF压差特性进行了分析和试验研究,通过发动机的耐久试验得到不同灰分质量的DPF,对DPF进行碳载量试验得到不同灰载量和不同碳载量DPF的压差特性,对压差特性进行了分析和研究,同时根据压差特性对DPF灰分进行了相关标定和修正,并进行了整车验证。试验结果表明,DPF灰载量能够正常计算,并且能够产生清灰请求,基于压差计算的碳载量修正后满足碳载量的精度要求,基于压差的过载诊断修正后不误触发OBD过载故障。     

非道路国4柴油机DPF再生方式研究

研究后喷助燃的再生方式下,颗粒捕集器(DPF)降怠速(DTI)再生对再生性能和传热性能的影响规律。基于能量守恒定理,建立热管理模型,得到DPF载体温度与排气流量的影响规律。在此基础上,借助热量在载体内的累积,研究DTI再生过程中,再生温度、再生时间、碳载量,以及排气流量对DPF再生效率、载体峰值温度的影响,并分析碳烟颗粒数浓度的变化规律。此外,采用阶梯温度控制方法,拓宽DTI再生碳载量窗口,保证载体和涂层在许可温度范围内,满足安全、可靠性再生前提下同时获得最少的再生时间及最优的再生效率。结果表明:与主动再生相比,优化后的DTI再生方式,再生效率为70%,再生时间、再生油耗分别降低了72%、65%,有效减少主动再生过程机油稀释的风险,降低燃油消耗量。     

颗粒捕集器捕集效率及对柴油机性能影响的研究

柴油机颗粒捕集技术是降低柴油机颗粒物排放的最有效的手段之一。但是,加装颗粒捕集器后也会对柴油机的性能产生一定影响。对一款满足国Ⅲ排放的高压共轨柴油机加装颗粒捕集器(DPF),通过台架试验研究了颗粒捕集器的捕集效率以及对柴油机排气背压、燃油经济性以及排放特性的影响。试验结果表明发动机加装颗粒捕集器后颗粒物排放降低90%以上,燃油消耗率增加5%左右,排气背压增加约10kPa,这可以为颗粒捕集器的正确开发及再生策略的制定提供依据。     

DPF捕集效率故障诊断方法研究

随着全球排放法规的加严,柴油机对颗粒物排放的要求越来越高。目前,重型柴油机主要采用DPF(柴油机颗粒过滤器或颗粒捕集器)来减少排气中颗粒物排放。根据国六排放法规,柴油机后处理带有DPF时,必需对DPF捕集效率故障进行诊断。本文以采用BOSCH系统的某款重型柴油机为研究对象,通过分析颗粒物传感器和DPF压差传感器不同故障诊断策略,基于WHTC循环探究这两种诊断策略对DPF捕集效率故障判定的适用工况。研究发现,压差传感器法监测DPM捕集效率故障只适用于在高负荷工况与DPF堵塞故障监测及无故障车辆区分度较大的发动机,颗粒物传感器法测DPF捕集效率故障适用于绝大多数工况。     

汽油机颗粒物捕捉器(GPF)的应用匹配

汽油机颗粒物捕捉器(GPF)在轻型汽油车上的应用能大幅降低车辆的PM、PN颗粒物排放。本文针对GPF的匹配内容和匹配方法进行了探讨。匹配结束后应用到实车道路试验上得出,市区工况和城郊、高速工况的GPF的模型累碳量与实际累碳量比值分别为1.192和1.169。车辆执行主动再生进程时,60km/h和80km/h的模型soot再生量和实际soot再生量比值分别为1.128和1.120。soot模型累积量、soot模型再生量和实际soot累积量、实际soot再生量之间的比值均在30%的允差范围内。     

汽油机微粒捕集器的碳载量标定试验研究

为了加快汽油机微粒捕集器(GPF,gasoline particulate filter)在实际工程中的应用,本文以某国产1.5L发动机匹配GPF后处理系统为例,对微粒捕集器的压降模型展开研究,提出一种GPF碳载量估算离线标定方法,阐述了GPF碳载量模型的标定内容和相关参数的标定方法。结果表明碳载量整体误差在±0.3g/L以内,满足工程使用要求。     

国六轻型柴油车颗粒捕集器频繁再生问题分析

颗粒捕集器是轻型国六柴油车后处理系统的重要零件,每当被发动机排出的碳烟充满后都需要经过再生才能恢复正常,否则会出现排气背压增大、油耗高、发动机无力甚至无法启动的情况。但是,频繁再生又会带来油耗增加、机油稀释问题。本文基于颗粒捕集器的再生原理,分析了颗粒捕集器频繁再生的可能原因,并给出相应的处理办法,对汽车工程技术人员以及相关维修人员具有很大的借鉴意义。     

国六GPF应用方案及控制策略研究

结合实际整车应用项目对GPF(汽油机颗粒捕集器)应用方案及控制策略进行了论述,介绍了GPF在实际项目应用中的整体布置方案及各零部件的选型原则;从碳载量模型预估、再生模式判断、仪表提示灯控制策略及售后市场解决方案等方面论述了一种GPF控制策略,该控制策略能够比较全面有效地解决国六项目GPF面临的实际应用问题。     

小型柴油机DPF选型试验分析研究

为了满足国五排放法规,柴油机颗粒捕集器是降低柴油机颗粒物排放的首先考虑的技术。随着制造技术的不断升级,柴油机颗粒捕集器的孔壁厚度可以被制造得越来越薄,关键能降低柴油机颗粒捕集器的排气阻力,从而降低油耗,提高再生性能,但同时也降低了可靠性风险,特别是降怠速时的超温风险。在柴油机性能开发过程中,需要对颗粒捕集器进行相关的选型试验,使颗粒捕集器满足可靠性的前提下,尽可能地降低排气阻力,降低油耗,提高再生性能。本文就柴油机颗粒捕集器的选型试验进行了深入的分析研究,提出了一种简单的选型方案,不仅缩短了试验开发周期,而且降低了成本,对于小型柴油机的颗粒捕集选型试验具有重要指导意义。     

基于燃烧器实现GPF快速灰分累积的方法研究

在国六排放标准中,加严了颗粒物数量(PN)排放的限值,汽油机颗粒捕集器(GPF)能有效降低PN的排放.快速老化方法可有效评价GPF在全生命使用周期内的性能.本文探索了一种基于燃烧器的能够模拟实际工况的加速GPF灰分累积方法,确定了控制GPF前温度为600℃、空燃比λ为1.2的灰分累积工况,避免了GPF不出现较快的碳烟累...     

碳烟对DPF再生中温度梯度的影响分析

研究柴油机微粒捕集器(DPF)再生时碳烟燃烧产生的热冲击对提高载体寿命具有重要的意义。利用AVL FIRE建立DPF模型,并验证模型的有效性。分析了在喷油助燃再生条件下DPF载体内温度梯度的分布,并分析了不同的碳烟密度、初始碳烟量以及碳烟分布对温度梯度的影响。研究结果表明:再生中载体后端温度梯度对碳烟分布及初始碳烟量的变化较为敏感。当碳烟的分布趋于载体后端时,载体内温度梯度分布趋于均匀。较高的碳烟密度再生过程相对温和,有利于载体寿命的提高。     

微粒捕集器对柴油机性能影响的研究

柴油机排气微粒捕集技术是实现柴油机微粒排放控制的一个非常有效的技术，然而，微粒捕集器也会对柴油机的性能产生一定的影响。通过大量的柴油机台架试验，研究了微粒捕集器对ＹＣ６１０８柴油机的动力性、燃油经济性以及排放性能的影响，研究结果可以为微粒捕集器的正确使用及再生控制策略的确定提供依据。     

合肥工大成功研制全国首台治理柴油机尾气装置

近日,合肥工业大学成功研制治理柴油机尾气装置-柴油机颗粒物捕集系统DPF,可清除柴油机尾气排放中的颗粒物(PM2.5)成效显著,攻克了城市柴油车辆尾气排放污染难题。该项目使用主动再生技术DPF系统,通过对柴油机排气系统进行改造,以特定材料制成壁流式的过滤通道载体,过滤捕集尾气的颗粒物,当捕集器中的颗粒物充满到设定程度后,通过特殊设计的再生设备,将捕集到的颗粒物氧化,生成二氧化碳排出。捕集器可以一直循环使用。采用该技术装置后,柴油机尾气黑烟消失,噪音降低。     

DPF结构参数多目标优化

以提高DPF捕集与再生性能为目的,进行柴油机颗粒捕集器（DPF）结构参数优化。以一款重型柴油货车为对象建立DPF性能仿真模型,基于车辆高速路行驶工况与发动机排气数据,仿真分析得出DPF载体长度、载体直径与捕集压降正相关,与到达峰值捕集效率时长负相关,孔目数、壁厚则相反;载体直径、孔目数、壁厚均与再生峰值温度负相关,载体长度、载体直径、孔目数、壁厚均与再生时长正相关。运用人工神经网络方法建立DPF结构参数与捕集再生性能参数间关系模型用于结构参数优化研究,采用多目标遗传算法寻找DPF最优结构参数。得到的优化后DPF载体长度缩短15%、孔目数减少33.3%、DPF捕集压降降低5.6%、达到峰值捕集效率时长缩短11.7%、再生时长缩短3.1%,再生峰值温度降低1.4%,DPF结构变小、捕集与再生性能优化明显。