CRT再生特性及再生模式切换可行性研究

利用GT-Power软件建立了DPF连续再生仿真模型,对再生过程及其影响因素进行了仿真分析,并对基于CRT的主动、被动再生模式切换进行了可行性研究。     

CA6DE1-21K柴油机瞬态工况下的烟度排放特性

利用瞬态控制及测量系统，对增压中冷柴油机在瞬态工况下的烟度排放特性进行了试验研究．结果表明，恒转速变转矩瞬态工况中，在中低转速时，排气的烟度随着转矩变化率的增加而上升，这主要是由于涡轮增压器在低速时增压效果差及瞬时空燃比滞后所致．恒转矩变转速瞬态工况中，在中高负荷时，排气的烟度随着转速变化率的增加而上升，这主要是由于随着转速变化率的增加，空燃比相对于燃油喷射滞后严重所致．     

排气氧浓度对柴油机颗粒捕集器主动再生特性的影响

采用进气节流降低排气氧浓度的方式,试验研究了柴油机氧化催化器（diesel oxidation catalyst, DOC）入口氧浓度对柴油机颗粒捕集器（diesel particulate filter, DPF）主动再生时的入口温升特性、载体峰值温度、有效再生时间和再生过程燃油消耗的影响。结果表明：随着排气氧浓度降低,DPF温升速率增大,入口温度上升时间缩短;在所有氧浓度下,载体峰值温度均出现在DPF轴线后端位置。随着氧浓度降低,载体峰值温度先增后减,最大径向温度梯度先减后增,有效再生时间先缩短后延长,再生过程燃油消耗先减后增。在恒定DPF碳烟负载量和再生温度的前提下,当排气氧体积分数为11.0%时DPF主动再生时间最短,再生过程燃油消耗最少。     

柴油机排气微粒捕集器燃烧器再生技术研究

提出了一种新的柴油机微粒捕集器再生用燃烧器的空气供给方式--从涡轮增压器出口处取气,并根据捕集器加热再生要求,设汁了一套全流式燃烧器再生系统,对该系统的升温特性进行了试验研究.该系统由燃烧器与氧化催化器(DOC)两大部件组成,采用两级升温策略,能有效地对捕集器进行再生.研究结果表明,新的供气方式是可行的,且未对发动机动力性带来不利影响,所设计的燃烧器再生系统能在较大发动机工况范围内迅速提升排气温度至500℃以上.     

柴油机颗粒捕集器特性测试评价

为了满足柴油机颗粒物(particulate matter,PM)排放标准的要求,应用微粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)对柴油机排放的PM进行捕集并再生。对涂覆前后DPF的压差、不同工况下的被动和主动再生速率、压降特性及极限情况下的累碳量等进行测试评价。研究结果表明:相对于白载体,涂覆后的DPF压差略为增加;在氧化催化器(diesel oxidation catalyst,DOC)作用下,DPF捕集的碳颗粒较易发生被动再生,连续再生速率随着温度升高而提高;温度为400℃时,累碳速率和被动再生速率达到动态平衡,超过600℃时发生主动再生;在降怠速情况下测试累碳量,并通过轻型车排放测试规程(world harmonized light vehicles test cycle,WLTC)进行排放试验验证,结果表明,DPF对PM和粒子数量(particle number,PN)的捕集效率满足工程目标要求。     

柴油机排气微粒燃烧特性的试验研究

应用热重/差热同步分析仪,在空气、氧气两种气氛下对柴油机排气微粒进行燃烧特性试验。根据试验数据分析了微粒的失重曲线、燃烧特性曲线、着火温度、燃烧特性参数,计算了燃烧反应动力学参数。结果表明:柴油机排气微粒的燃烧分为两阶段,低温段即挥发分的燃烧用的时间比较长,高温段即固定碳的燃烧用的时间比较短。当微粒在氧气下燃烧时,这个现象更明显。在低温段,反应气氛中的含氧量对挥发分的燃烧影响不大。加大反应气氛中的含氧量可以降低微粒的着火温度和反应所需的活化能。     

船用柴油机进排气旁通阀开启工况和控制策略研究

使用相继增压技术可以充分发挥高速、高功率密度船用柴油机的性能优势,但是在相继增压技术的使用过程中,依然存在涡前排温超限和增压器喘振等风险。尤其是在船机推进加载的瞬态过程中,喘振现象的出现会极大地影响加载时间。为了降低上述风险,本文对进排气旁通阀开启工况和控制策略进行了研究。研究结果表明:稳态工况时,开启进排气旁通阀,有利于降低低速外特性工况的涡前排温和烟度;瞬态工况时,开启进排气旁通阀,可以降低增压器喘振风险,从而使瞬态推进加载时间从120秒缩短到30秒。此外,先进的控制策略可以使进排气旁通阀在增压器瞬态切换工况时更精准地发挥降低喘振风险的作用。     

极限碳载量下催化型柴油机颗粒捕集器再生特性研究

基于某高压共轨柴油机搭建了三维催化型柴油机颗粒捕集器（catalytic diesel particulate filter, CDPF）模型,研究了极限碳载量下不同结构CDPF的再生特性,分析了不同极限碳载量条件下灰分量及灰分分布系数对不同结构CDPF再生特性的影响。结果表明：极限碳载量下对称孔道结构（symmetrical cell technology, SCT）和非对称孔道结构（asymmetric cell technology, ACT）CDPF最高温度峰值随着极限碳载量增加而上升,不同结构CDPF压降随着极限碳载量的增加而上升且差距明显。随着极限碳载量的升高,CDPF载体温度及碳烟再生速率上升迅速且峰值明显增高。极限碳载量下,CDPF压降及载体最高温度随着灰分量的增加而上升,不同结构CDPF压降特性差异较大,SCT结构载体最高温度高于ACT结构,CDPF碳烟再生速率随灰分量的增加先上升后下降,在灰分量高时碳烟再生速率上升快且峰值高。极限碳载量下,相同灰分分布系数的不同结构CDPF压降差距明显,SCT结构压降整体高于ACT结构,不同结构CDPF碳烟再生速率和载体温度均随灰分...     

车用直喷柴油机递增负荷工况下的微粒排放特性

采用自行设计的柴油机微粒袋式取样系统对车用柴油机恒转速、增转矩工况下的微粒排放进行了研究。试验结果表明:在恒转速增转矩瞬态工况下,随着转矩增加率的增大,微粒及其不可溶成分和可溶性有机成分排放量均增加;高转速时转矩增加率对微粒排放的影响稍大。不可溶成分的增加是微粒排放量增大的主要原因,但转速较低时可溶性有机成分的增加也不容忽视。冷却介质温度较低时微粒排放量增大。     

内燃机瞬态特性对整车循环工况动力性和经济性的影响

针对用发动机稳态万有特性计算整车循环工况性能所存在的不足,选用一款汽油机摩托车进行研究和验证。通过运用整车循环工况的试验数据,在发动机动态台架上模拟循环工况测定了发动机的瞬态特性。根据对发动机瞬态特性分析对原机进行了相应改进,使发动机瞬态时混合气形成和燃烧过程得到了改善,加快了发动机瞬态响应频率。最终试验测试结果显示,在发动机稳态特性变化很小的情况下,瞬态特性改进后不仅使整车变工况时动力性略有提升,而且明显降低了整车循环工况百公里油耗。     

多管静电旋风捕集器的研究

为满足大多数柴油机排气流量的要求,必须扩大单管静电旋风捕集器所能处理的排气流量。在研究了用于柴油机的静电旋风捕集器的清灰方案之后,分析了多种结构方案,确立了多个单管静电旋风捕集器并联的方案,并设计制造了多管并联的静电旋风捕集器。试验结果表明,该多管静电旋风捕集器具有高捕集效率、低排气背压、大流量及可有效清灰等特点。     

灰分对柴油机颗粒捕集器性能和可靠性影响试验研究

针对柴油机颗粒捕集器中灰分积累量随柴油机使用时间增长而逐渐增多的问题,在柴油机台架上研究了不同灰载量时的柴油机颗粒捕集器压差特性和主动再生过程中载体内部温度场的变化规律。研究发现：灰分进入载体孔隙后产生深床效应,使压差迅速增加;灰分膜层效应使压差降低,灰分层在通道壁面变厚过程中,压差与炭载量呈线性增加关系;在主动再生过程中,灰分层使载体内部温度的峰值大幅度升高,且温度变化剧烈。灰分堵塞通道末端时,压差再次迅速增加,主动再生过程中载体内部高温区域向前端面移动,温度峰值亦大幅度升高且温度变化剧烈。为使主动再生过程正常触发和降低主动再生过程中载体内部温度,需采用模型标定方式提高炭载量计算精度。     

柴油机恒转速增转矩瞬态工况的燃烧过程分析及其对烟度的影响

采用自行设计的瞬态工况控制及测量系统，对增压中冷柴油机进行了恒转速增转矩瞬态工况下发动机的空燃比、消光烟度及示功图参数的测试．试验结果表明：随转矩增加率的上升，空燃比减小，引起混合气变浓，燃烧恶化；燃烧始点后移，而燃烧持续期延长；预混燃烧比明显下降．上述原因导致了在恒转速增转矩瞬态工况下，随转矩增加率的升高，排气烟度上升．     

燃料着火性对小型柴油机燃烧特性的影响

应用自行开发的柴油机瞬态工况控制系统,研究了燃料着火性对小型柴油机稳态及恒转速增转矩瞬态工况下燃烧特性的影响规律.结果表明,在稳态和恒转速增转矩瞬态工况下,燃料十六烷值对燃烧参数的影响具有类似的规律.随燃料十六烷值的降低,着火始点延迟,滞燃期增加,燃烧速率加快,燃烧持续期减小,但预混燃烧期和预混合燃烧量增加,缸内压力峰值、放热率峰值及压力升高率升高.     

NTP再生DPF孔道内沉积颗粒物的理化特性

利用低温等离子体(NTP)喷射系统对已捕集颗粒物(PM)的柴油机颗粒捕集器(DPF)进行了低温(100℃)再生试验,并对DPF孔道内不同再生阶段的颗粒沉积物取样分析,通过热重分析仪(TGA)、透射电子显微镜(TEM)及拉曼光谱分析仪探究了DPF孔道内颗粒沉积物的氧化特性、纳米结构及石墨化程度的理化特性变化规律．结果表明：随着NTP再生DPF阶段的推进,DPF孔道内颗粒沉积物中元素碳(EC)组分的最大氧化速率温度(T_max)和燃尽温度(T_e)均明显降低．颗粒物团絮结构中较为薄弱的部分在NTP氧化作用下先断裂,分解成链状结构;初级碳颗粒的平均微晶长度减小,平均微晶层面间距增大．由于NTP活性物质O不断键入PM中,在PM微晶边缘处生成新的含氧官能团,使得PM样品的无序程度及无定型碳含量增加,PM的氧化活性提高．     

柴油机新型排气微粒捕集技术的研究

研究了一种新型的柴油机排气微粒捕集器——燃媒剂再生微粒捕集器。通过大量的柴油机台架试验．分析了该微粒捕集器对CA6DL1-28柴油机的动力性、燃油经济性以及排放性能的影响,并结合大量的实验数据分析了微粒捕集器的强制再生过程。实验结果表明,该微粒捕集器具有同类其他产品无法比拟的良好特性,同时也为该方法对国产发动机的适应性提供了依据。     

基于灰烬沉积的微粒捕集器热再生特性

柴油机微粒捕集器的循环再生过程中,微粒中的不可燃灰烬物质会累积在进口孔道的过滤壁面上.考虑沉积灰烬层对微粒捕集器热再生过程的影响,耦合过滤体孔道内气相质量、动量和能量守恒以及碳烟颗粒的质量守恒与壁面能量守恒方程建立了微粒捕集器热再生模型,采用数值模拟的方法研究不同灰烬沉积状态下过滤体孔道内碳烟颗粒再生与壁面温度沿轴向的分布规律.结果表明:微粒捕集器内沉积的灰烬层增加了碳烟颗粒再生时过滤体的热传导阻力,使得再生时过滤壁面的温度升高,且随着灰烬沉积量的增加,壁面峰值温度增加幅度增大;同时进气孔道前端温度的升高会加快后端孔道内碳烟的氧化速率,进一步增加再生时后端壁面的峰值温度.因此,为避免灰烬层对微粒捕集器工作状态的影响,必须根据过滤体内灰烬的沉积量严格控制微粒捕集器再生时碳烟颗粒的承载量.     

柴油机微粒捕集器背压信号采集系统动态响应特性的研究

针对柴油机微粒捕集器(DPF)工作过程中排气背压的动态变化,对影响背压信号采集系统动态响应性能的因素进行了讨论,建立了壁流式蜂窝陶瓷DPF的排气背压数学模型,在此基础上得到了DPF测压系统的理论动态响应特性方程.通过实测背压与理论模型输出背压的比较,简单而又合理地描述了DPF测压系统实际动态响应过程的特性,为确定DPF再生时机提供了一定的理论参考.