柴油机排气微粒过滤器微波再生试验研究（1）

本对目前国内广泛采用的几种柴油机微粒过滤材料的微波特性进行了测量计算，并利用建立的柴油机微粒过滤及再生系统对过滤体的微波加热及再生特性了研究，结果表明，微波再生技术是比较成功的，它简单可靠，具有较广泛的应用价值，试验结果同时也表明，不同过滤材料的微波特性具有很大差异，需根据过滤材料垢特性合理地设计再生系统及组织再生过程。     

气流特征对柴油机微粒捕集器微波再生的影响研究

柴油机微粒捕集器过滤体再生时,流过过滤体的气流特征对再生过程有重要影响.根据泡沫陶瓷过滤体微波再生的特点,建立了一个适用于圆柱形过滤体的二维微波再生数学模型.模型中考虑了过滤体微波再生时气流与过滤体、碳烟微粒之间的对流换热、微波能量在过滤体空间的再分布和衰减变化、碳烟颗粒在过滤体空间的分布不均匀性等主要因素.使用该数学模型研究了尾气中含氧量、流速、温度等物性参数对过滤体再生时间和再生效率等再生特性的影响,计算结果与试验结果吻合良好,说明所建立的数学模型合理,能满足工程应用要求.研究结果揭示了泡沫陶瓷过滤体微波再生过程中的一些重要特征和规律,为微粒捕集器的设计和优化提供了依据.     

过滤体微波多模箱式再生系统的理论分析

根据柴油机排气微粒过滤体过滤及微波再生的要求,提出了一种多模箱式再生腔的结构设计。多模箱式再生系统中过滤体的尺寸可以不受安装空间的限制,并且可以采用多个微波源馈入功率以提高再生腔中的微波功率密度或改善加热均匀性。多模箱式再生系统适合于大功率柴油机排气微粒的过滤及过滤体的再生。文中建立了一个以过滤体为加热负载,由波导口激励的矩形微波多模箱式再生腔的分析模型,并采用ＦＤ－ＴＤ法对多模箱式再生腔中过滤体内部微波能量分布进行了计算,模拟计算结果与试验结果基本吻合。通过计算以改善加热均匀性为目的对再生腔结构进行了优化设计,结果表明优化后的过滤体内部能量分布得到明显改善。     

柴油机排气微粒泡沫陶瓷过滤体微波再生过程的温度场研究

本文根据柴油机排气微粒过滤体微波加热的特点，在合理假 设的基础上建立了一个二维轴对称非稳态的泡沫陶瓷过滤体微波再生温度场数字模型，利用有限差 分法对该问题进行了数值计算，得出了与实际再生实验基本一致的计算结果，该研究为避免过滤体在微波再生时可能出现的局部烧熔和再生不均匀等现象提供了重要的理论指导。     

泡沫陶瓷过滤体微波再生过程的理论分析

建立了一个用于柴油机排气微粒泡沫陶瓷过滤体微波再生过程模拟计算的数学模型。通过模拟计算，对过滤体微波再生特性进行了数值预测，并对影响过滤体再生的几种主要因素进行了分析。计算结果表明，过滤体微波再生技术是可行的，再生持续时间为（１０－１５）ｍｉｎ，再生效率一般可达到８５％左右，但再生效率和再生速率受再生时间，过滤体积碳量，气流中氧含量以及气流速度大小等因素的影响。计算结果可以为再生系统的进一步优化提     

碳化硅泡沫陶瓷过滤器微波再生特性

利用所建立的柴油机排气微粒过滤器微波再生数学模型，对以新型过滤材料碳化硅为过滤体的微粒过滤系统进行了微波再生特性研究。并分析了几种主要因素对再生过程的影响。计算结果表明，碳化硅过滤材料具有良好的性能，基本满足微波再生要求。     

柴油机排气微粒过滤器微波再生试验研究（2）

对开发研制的柴油机排气微粒后处理系统的微波再生特性进行了试验研究，试验结果表明，系统中采用的微波再生可靠有效。过滤体的再生效率为８０％左右；积碳量的多少对过滤体的再生效果没有显的影响，有效再生范围宽；再生时间为１０ｍｉｎ－１５ｍｉｎ左右，再生持续时间适当；再生空气的供给对再生结果有一定的影响，合适的再生空气供给可以加速再生和提高再生效率。     

微波再生型柴油机颗粒捕集器的结构优化设计

用微波加热再生法清除柴油机颗粒捕集器(DPF)内微粒沉积物已是得到公认的技术。我们在试验的基础上,研究-1了现有柴油机颗粒捕集器(DPF)的过滤特性及其微波加热再生特性,发现自由加速试验下光吸收系数从12.66 m下降到-1加装DPF后的3.48 m,过滤效果为72.5%,但微波加热再生效果不明显。通过微波电磁场模式的计算,我们设计了6种不同载体长度和直径的柴油机颗粒捕集器(DPF)载体,可用于货车柴油机。选取其中一种设计方案加工成DPF载体,在载体腔体上安装微波磁控管,腔体两端端盖上安装微波截止板,经试验,腔内活性碳粉能在短时间内立即燃烧,表明经过优化后的设计方案具有高度的可行性。     

柴油机微粒捕集器过滤材料与再生方法分析与研究

柴油机微粒捕集器的关键技术是过滤材料和再生方法的研究，在介绍其过滤材料和再生方法的基础上，对比分析和研究了它们的特点和主要问题，建议将壁流式蜂窝陶瓷作为柴油机微粒捕集器的过滤材料并采用微波再生系统。     

过滤器微波再生系统的射频测控技术

根据微粒过滤器微波再生的需要,提出了过滤体微粒沉积及再生的射频测控方法。叙述了射频测控技术的基本原理。通过理论推导给出了检测天线的设计方法,并从功率容量的要求出发对检测天线进行了设计。利用设计的测试系统在柴油机上进行了大量的试验测定,对实际测量结果进行了分析,并对各种影响因素进行了研究。试验结果验证了过滤体微粒沉积量射频测试方法的可行性。文中提出的射频测控技术为柴油机微粒后处理系统的实际应用奠定了基础     

柴油机微粒过滤器的红外加热再生

作者对壁流式陶瓷过滤器的再生进行了研究，并在以往工作的基础上，探索出一种新的再生方法－－红外辐射加热再生。实验情况表明这种再生方法结构简单，再生效率高，可以通过改善过滤器前端的径向辐射换热有效地提高过滤陶瓷内微粒燃烧的均匀性。在实验中影响再生的各种因素进行了分析研究，初步确定了再生的基本条件。     

柴油机微粒陶瓷过滤器电加热再生时机的研究

对于柴油机微粒陶瓷过滤器电加热再生方法而言，再生时机、再生用废气量、加热器结构与功率、再生策略等是影响再生效果的重要因素。再生时机的选择是要确定用于再生的微粒物质量，它不仅关系到过滤器的再生效果，而且影响发动机的经济性能。本文描述了优化再生时机的重要原则，并且对实用中微粒物质量的几种判定方法进行了研究。     

柴油机DPF驻车再生排气热管理策略试验研究

在一台非道路国四高压共轨柴油机上,利用试验台架研究颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)驻车再生过程中不同排气热管理策略对氧化型催化器(diesel oxidation catalyst,DOC)入口温度及排放的影响。结果表明,合适的再生转速、节气门关闭角度及喷油参数对提升DOC入口温度、降低DOC入口未燃HC效果显著。研究结果可以对柴油机DPF驻车再生排气热管理策略的制定和优化提供指导。     

DPF主动再生过程颗粒排放特性试验

通过柴油发动机台架,采用后喷助燃的再生方式研究了主动再生过程中柴油机颗粒捕集器(DPF)出口的颗粒排放特性.结果表明:在主动再生期间,DPF出口颗粒浓度可增加2~3个数量级;在升温过程和再生过程,出口颗粒物数量浓度和粒径分布会因为碳载量和再生温度的共同作用而表现出差异;升温过程中,10 nm左右核模态颗粒物的排放主要由来流中颗粒物的穿透引起;再生过程中,10 nm左右核模态颗粒物的排放主要由碳烟颗粒层氧化反应生成的二次颗粒逃逸引起;整个再生期间,100 nm左右的积聚态颗粒物的排放主要由DPF载体内碳烟颗粒的逃逸引起.     

Incineration of diesel particulate matter using induction heating technique

Incineration of diesel particulate matter for the regeneration of a mesh-type particulate-filter is achieved using induction heating technique. Heating of the diesel particulates deposited on the mesh-type particulate-filter at around 600 °C is investigated. In the case of the particulate filter, stainless-steel mesh-type filters are considered and the influence on filtering efficiency, the engine performance due to back-pressure generation is studied. Theoretical estimation shows that induction heating approach for the regeneration via exhaust gas heating requires high power (>3 kW). On the other hand, regeneration of mesh-type particulate-filter using induction heating technique requires a low input power of around 0.5 kW in the off-line condition. The proposed mesh-type particulate-filter allowed a filtration efficiency of around 30–40% at lower engine speeds and part loads. Particulate combustion through induction heating at static condition is studied and power required for mesh-type filter and sintered metal filter regeneration during engine operation is estimated theoretically.