微粒捕集器对高压共轨柴油机超细微粒捕集特性

针对高压共轨柴油机试验研究了不同转速及燃料种类下带催化剂涂层的微粒捕集器(DPF)安装前后的微粒粒度分布特征,分析了PDF对于不同粒径超细微粒捕集效率的影响规律。研究结果表明:燃用石化柴油和生物柴油(BTL)时,DPF安装前后微粒数量浓度分布曲线均呈双峰结构;DPF对微粒的捕集效率与发动机的转速及粒度分布特征相关,其对核态及超细微粒的捕集效果较好;中、小负荷工况下,DPF对超细微粒的捕集效率均达75%以上,随转速、负荷增加,对不同模态微粒的捕集效率降低,同时高捕集效率所对应的微粒粒径减小;与石化柴油相比,发动机燃用BTL时排气微粒中核态微粒所占比例较大,DPF具有较高的微粒捕集效率,尤其在大负荷工况下捕集效率明显高于石化柴油。     

柴油机燃油催化微粒后处理器性能与再生

在车用0#柴油中添入铁基燃油添加剂(FBC),在一台配置无涂敷碳化硅微粒捕集器(DPF)的CA6DL2-35E3高压共轨重型柴油机上对其排放微粒进行捕集加载与再生试验.试验结果表明:在ESC-13工况测试循环下,采用低含硫量的欧Ⅳ0#柴油可实现DPF微粒捕集效率达90%.再生过程DPF中轴线出口位置具有最高燃烧温度,为...     

基于分形理论的纤维材料微粒捕集器捕集效率模型

针对柴油机尾气微粒的分形特性,基于分形理论建立了纤维材料对尾气微粒的过滤效率数学模型,并证明了模型的正确性。应用该模型分析了纤维材料作为微粒捕集器过滤材料时的过滤机理、过滤效率和压降特性,研究了微粒分维数对过滤效率的影响。计算结果表明,柴油机尾气微粒的主要捕集机理为扩散和直接拦截,惯性机理的作用很小。纤维过滤材料对粒径为200～400nm的尾气微粒的捕集效率最低,为了提高这一尺寸范围微粒的过滤效率,应降低过滤流速、提高过滤温度以提高扩散机理的作用,并且减小过滤材料纤维直径、提高填充密度以提高直接拦截机理的作用。综合考虑材料捕集效率和压降,应尽量减小填充密度以降低压降,缩小材料纤维直径以提高捕集效率。     

基于电晕的线管式DPF捕集效率数值模拟研究

基于电晕放电理论与柴油车尾气微粒自身特殊性质,设计基于电晕放电的线管式柴油车微粒捕集器(DPF,Diesel Particulate Filter).首先建立线管式DPF捕集效率数值计算模型;然后分别对不同结构及不同尾气温度条件下的捕集效率进行数值模拟分析.分析结果表明,该DPF的捕集效率随管道个数增加而增强,随尾气温度的升高而增强,随PM粒径的增大而增强.该DPF可有效捕集柴油汽车尾气中的碳烟粒子(PM),满足流通式颗粒捕集器的技术要求,对保护环境有重要意义.     

多孔介质微观结构对柴油机颗粒捕集器性能影响的模拟探究

为了优化柴油机颗粒捕集器的捕集、压降性能,本文基于孔径概率密度函数和孔隙率分布函数建立了二维柴油机颗粒捕集器孔道微观结构模型,考虑了拦截机理和扩散机理用以计算颗粒在过滤器中的沉积分布情况和捕集效率。计算结果表明:多孔介质微观结构和入口速度对颗粒捕集效率的影响与粒径有关,100 nm粒径颗粒随流速增大初始捕集效率降低最为明显,1 000 nm粒径颗粒在不同均匀性的过滤壁下的捕集效率差超过了30%;孔径分布函数方差越大,颗粒就会更多地分布在过滤壁前端,捕集效率也越高,但较大的孔径方差会导致捕集器的初始压降增大和捕集过程结束时的性能出现恶化。     

NTP协同净化柴油机后处理技术研究综述

随着排放法规的日趋严格,柴油机排放污染物治理问题亟待解决。排放污染物主要通过后处理技术逐层净化,传统后处理技术中的柴油机氧化催化转换器(DOC)、柴油机颗粒物捕捉器(DPF)、选择性催化还原(SCR)技术在净化过程中存在冷启动效果差、对过量空气系数敏感、再生效果不理想及低温工况净化效果差等问题。在此基础上,论述了基于低温等离子体(NTP)协同净化的研究进展,分析了不同方案的净化效率及其影响因素。结果表明：NTP协同DOC可提高柴油机冷启动时的净化效率,同时降低催化剂对过量空气系数的敏感性;NTP协同DPF可促进系统的再生过程;NTP协同SCR可大幅提高系统低温工况下的净化性能。     

柴油机颗粒物捕集器再生性能仿真分析

基于GT-Power软件对柴油机颗粒物捕集器(DPF)再生性能进行仿真,分析不同流量、不同微粒担载量条件下DPF的再生性能,重点关注其过滤压降、载体温度、温度梯度和再生效率。结果表明:DPF的压降随着流量与微粒担载量的增加近似呈线性增加的趋势;再生过程中最高温度和最大的温度梯度都出现在载体末端;随着流量的增加,最高温度、最大温度梯度和再生效率呈现先增加后减小的趋势;随着担载量的增加,最高温度和最大温度梯度逐渐增加,而在较大担载量时增加逐渐趋于平坦,再生效率呈现先增加后减小的趋势。     

柴油机微粒捕集器缸内次后喷主动再生方法

利用台架试验研究了缸内次后喷(LPI)对柴油机动力性、燃油经济性以及排放性能的影响,分析了不同工况、不同后喷油量下柴油机氧化催化器(DOC)的升温特性,提出了采用缸内次后喷和DOC提高排气温度进行柴油机微粒捕集器(DPF)主动再生的方法。试验结果表明:在中低负荷工况(40%和50%负荷率)通过缸内次后喷能够显著提高发动机排气中的HC排放,促进其在辅助升温装置DOC内的氧化发热,提高DPF入口排气温度,满足DPF主动再生对高温的需求。研究结果对于优化DOC与DPF的匹配有一定参考价值,为DPF再生方法及其控制策略的确定提供依据。     

柴油机微粒捕集器非对称孔道内流场和压降特性模拟

采用Fluent建立了柴油机微粒捕集器(DPF)非对称孔道的三维模型,计算了孔道内的流动和压降特性,分析了DPF内碳烟微粒的沉积过程,比较了不同壁面渗透率和碳载量下对称孔道与非对称孔道中的压降特性。研究结果表明:进口孔道速度沿轴向先增大后减小,出口孔道速度沿轴向逐渐减小;进口孔道静压沿轴向先减小后增大,出口孔道静压沿轴向逐渐减小;碳烟微粒总是先在孔道的后端沉积,随着碳载量增大,碳烟微粒沿孔道轴向分布逐渐趋向于均匀;绝对碳载量系数大于0.3时,非对称孔道相对于对称孔道具有较小的压降;进、出口孔道比例越大,压降受排气流量的影响越大。     

DPF反吹加热再生装置的开发研究

能源危机和环境污染是人类社会发展面临的重要课题.本文对柴油机主要排放污染物之一的碳烟颗粒(PM)进行了研究.介绍了我国柴油机的特点以及使用的现状.就我国高含硫柴油,采用碳化硅纤维无纺布材料制成的微粒捕集器DPF,使用LPG作为加热源,进行强制再生加热器的设计.为DPF反吹再生加热器的设计使用提供了一种技术路线.     

静电捕集柴油机排气微粒技术的研究

论述了柴油机排气微粒的危害性、控制此类微粒的重要意义及国内外研究现状,提出了采用高压脉冲直流电源的静电捕集装置来净化柴油机排气微粒的研究课题,经试验表明：此装置既能高效捕集柴油机尾气中的排气微粒,也对其HC、NOx有一定的净化作用,建立了微粒静电捕集效率计算的数学模型,得到了类似微粒静电捕集器的捕集效率的半经验公式。     

考虑DPF的柴油机排气系统动力学分析及悬挂位置优化

微粒捕集器是柴油机排放后处理系统的核心装置。在考虑DPF的情况下,对柴油机排气系统的悬挂位置进行优化布置能很好地控制系统与车身间的振动能量传递。对考虑DPF的柴油排气系统进行有限元建模和模态分析,基于平均驱动自由度位移法,结合系统的实际情况优化选取悬挂位置。对柴油机排气系统进行静力学、约束模态、随机振动分析和随机疲劳计算,结果表明,所优化选取的悬挂位置合理,反作用力分布均匀,能避免共振,同时整个系统的疲劳总体损伤小于1,具有良好的抗疲劳性能。     

柴油机微粒捕集器喷油助燃再生系统的研制

柴油机尾气中的微粒是一种对人体和环境极其有害的排放物,微粒捕集器是有效的柴油机微粒排放后处理技术.该文针对目前微粒捕集器再生系统存在的系统复杂、可靠性差等缺点,该文提出了基于氧化型催化转换器、微粒捕集器、添加剂的喷油助燃催化再生方案,对控制单元的电路和具体控制方法作了详细的论述.台架实验和实际路测结果表明,该再生系统能...     

基于正交试验设计的DPF再生特性影响因素研究

在柴油机微粒捕集器(DPF)的再生过程中,要保证DPF内压降损失、温度峰值及温度梯度不超过安全阈值.基于AVL FIRE软件建立DPF三维仿真模型,模型验证后对再生过程中DPF内部的轴向和径向碳烟沉积量变化和温度分布特性进行数值模拟研究;并应用正交试验设计方法,研究DPF入口温度、排气氧含量和初始碳烟量对再生特性的影响.研究表明:轴向越靠近后端剩余微粒沉积量越少,径向越靠近边缘剩余微粒沉积量越多;再生时,越靠近轴向后端壁面温度越高,越靠近径向边缘壁面温度越低;对DPF壁面温度峰值和剩余微粒沉积量影响程度最大的是入口温度,对压降损失峰值影响最大的是初始碳烟量.     

柴油机颗粒捕集器再生过程仿真模拟

对柴油机颗粒捕集器(DPF)再生过程进行仿真模拟,研究再生过程中不同排气流量、不同孔密度、不同喷油量对DPF压降、温度及碳载量的影响,分析了不同因素对DPF再生过程的影响.结果表明:排气流量越大,过滤孔密度越小,再生反应的速度越快;排气管中喷入一定燃油可以促进DPF再生速度和再生质量;在DPF再生过程中,由于载体入口端...     

国外柴油机排放法规与排放控制技术发展现状

介绍了以美国、欧洲、日本为代表的的三大车用柴油机排放法规体系,阐述了柴油机排气微粒捕集器技术和氮氧化物（NOx）排放控制技术的发展现状。为我国制定自己的柴油机排放法规和提高我国的柴油机排放控制技术水平提供了参考和借鉴。     

柴油机微粒捕集器灰分分布对其压降的影响评价

通过建立灰分分布对柴油机微粒捕集器(DPF)压降影响的评价函数,分析了孔道壁面厚度、孔道直径、灰分量、碳烟量以及孔道壁面、灰分滤饼层、碳烟滤饼层渗透率等变量不同时,灰分分布对DPF压降的影响。研究结果表明:灰分滤饼层渗透率相对于孔道壁面、碳烟滤饼层渗透率的大小决定了DPF压降随灰分分布变化的趋势;当孔道壁面与灰分滤饼层的渗透率比值A=0.1、孔道壁面与碳烟滤饼层的渗透率比值S=2时,灰分分布于进口孔道壁面DPF压降小;当A=10、S=2时,灰分分布于进口孔道末端DPF压降小;孔道壁面厚度、孔道直径、灰分量、碳烟量能够改变灰分分布对DPF压降影响的程度;评价函数能够有效评价灰分分布对DPF压降的影响,也为不同情况下应用不同的DPF再生方式提供了参考。     

铁基燃油添加剂对柴油机微粒排放的影响

在低硫(w(S)=30×10-6)柴油中直接添加微量的铁基添加剂,通过发动机台架试验研究了铁基添加剂对柴油机性能、气体排放、微粒数量浓度及其粒度分布的影响。研究结果表明:采用铁基添加剂时,发动机动力性稍有提高,燃油消耗率略有下降,CO、HC和NOx排放有降低趋势。铁基添加剂能够显著提高总微粒数量浓度,尤其是核态微粒排放,试验工况下加剂柴油的核态微粒数比例均高于纯柴油,基本上都大于90%。此外,除了高速工况,燃油添加剂的使用降低了积聚态微粒排放。     

柴油机燃用铁基FBC燃油的微粒排放特性

制备Fe100、Fe200、Fe300和Fe400铁基FBC燃油.在发动机台架上,分别采用AVL415S烟度计、多阶微孔均匀沉积冲积器(MOUDI)和发动机颗粒粒径谱仪(EEPS),研究柴油机颗粒物排放性能;运用高分辨率透射电镜(HRTEM),分析颗粒物的微观结构特征.结果表明,在额定工况下,FBC燃油滤纸烟度相对于纯柴油有不同程度的降低;Fe300颗粒总质量浓度排放下降,整体粒径向积聚态偏移,粒子数密度分布向核模态偏移,核模态粒子数密度上升,数量中位直径减小;Fe300的颗粒群主要以团簇状的结构为主,分布更杂乱;颗粒的分形维数减小,颗粒间的团聚黏结程度减弱,排列结构更疏松;Fe300颗粒中基本碳粒子的层面间距、微晶曲率增大,微晶尺寸减小,颗粒的石墨化程度减弱.     

低温等离子体协同木纤维柴油机尾气净化器性能试验

为了控制柴油机尾气污染物排放,研制低温等离子体协同木纤维净化碳烟颗粒物(PM)和NO_x的尾气净化器,利用高压脉冲电晕放电产生低温等离子体,木纤维滤芯一方面作为纳米级CeO_2催化剂的载体,另一方面可以有效捕集PM。设计尾气净化器性能测试试验台,对净化器净化PM和NO_x的性能进行试验研究。以一定比例浓度的N_2、NO和O_2混合组成柴油机的模拟尾气,将PM提前加载于木纤维滤芯上,气体温度控制在100℃~230℃范围内。试验结果表明:木纤维可为催化剂提供良好的催化环境,催化剂对净化器净化PM和NO_x起到了催化促进作用;木纤维滤芯PM负载量的增加可提高净化器对NO_x的净化效率;净化器输入电压升高可增加其对PM和NO_x的净化效率。