柴油机排气微粒捕捉器再生条件及分析

柴油机排气微粒捕捉器的关键技术是捕捉器的再生。文章提出了平衡微粒沉积量的概念，并根据Arrhenius方程，从平衡微粒沉积量的角度对微粒捕捉器的再生条件，再生的影响因素及再生的技术途径和方法进行了研究。利用能量平衡方程对微粒捕捉器强制热再生时的能量消耗以及可以采取的一些技术措施进行了分析。研究结果可以为柴油机排气微粒捕捉器再生技术的选择提供依据。     

柴油机微粒捕捉器主动再生特性的计算与分析

对柴油机排气微粒捕捉器（DPF）的主动再生特性进行了研究,建立了DPF主动再生数学模型,具体分析了柴油机转速、排气中的氧气浓度、DPF的微粒沉积量、微粒的活化能以及柴油机排气温度等参数对DPF主动再生特性的影响。结果表明,通过适当推迟柴油机喷油提前角以提高其排气温度,并辅以燃油加剂或利用催化剂降低微粒的活化能,在适当的条件下,进行DPF的主动再生是可行的。     

柴油车微粒捕捉器再生控制策略

对柴油车微粒捕捉器的各种再生控制方法进行了比较分析 ,并对背压控制方法进行了试验研究。利用背压模拟装置替代微粒捕捉器 ,研究了排气背压对 YC6 10 8柴油机的动力性、燃油经济性、排放和排温等参数的影响 ,在此基础上讨论了微粒捕捉器定背压再生控制方法的可行性及控制限值。首次提出利用排气温度对背压控制方法进行修正 ,以保证捕捉器在正确的时机进行再生     

柴油车微粒捕捉器逆向喷气再生的关键技术

柴油机微粒排放控制是当前汽车排放污染控制领域中的研究热点。使用微粒捕捉器是净化柴油机排气微粒的有效方法,但微粒捕捉器的再生是一个世界上尚未很好解决的问题。逆向喷气再生适合中国的国情,有望解决微粒捕捉器的再生问题。本文分析了这一再生方法的关键技术,如压缩空气的消耗问题、逆向喷气再生过滤体的型式与选择、系统的优化和再生控制的改进等。     

柴油机微粒捕捉器逆向喷气再生的关键技术

柴油机微粒排放控制是当前汽车排放污染控制领域中的研究热点。使用微粒捕捉器是净化柴油机排气微粒的有效方法，但微粒捕捉器的再生是一个世界上尚水很好解决的问题。逆向喷气再生适合中国的国情，有望解决微粒捕捉器的再生问题。本文分析了这一再生方法的关键技术，如压缩空气的消耗问题、逆向喷气再生过滤体的型式与选择、系统的优化和再生控制的改进等。     

一种柴油机排气微粒喷油助燃再生装置设计与试验研究

设计了一种柴油机排气加热装置.该装置的创新点在于从柴油机涡轮增压器取出新鲜二次空气供给燃烧器燃烧,加热排气.以BJ493ZQ3增压发动机为试验用发动机,将该装置加装在柴油机排气管尾端,应用于微粒捕集器喷油助燃再生中,对该装置应用的可行性进行了论证,对其加热能力进行了试验研究.试验表明,该排气加热装置能在发动机较大工况范围内快速加热排气到500℃以上,有效燃烧微粒使捕集器可靠再生,同时易于车载,较好解决了微粒捕集器热再生存在的问题.     

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。     

柴油机废气净化系统的研究

研制了一种柴油机排出废气净化系统，主要包括捕集器、燃烧净化器和控制装置。该系统以液化石油气为能源，具有自动再生、净化效果良好的功能。在X195柴油机上的试验研究表明，该系统能够在柴油机较宽转速和负荷范围内有效净化柴油机排出废气，微粒净化效率达80％左右，HC／CO的净化效率达50％左右。     

自净式柴油机微粒捕集器的开发

一种旋转自净式柴油机微粒捕集器已开发成功,并与一台单缸柴油机的排气相连进行了试验。这种捕集器无需烧掉微粒的热再生。它具有连续的自净过程,因而左再生过程中不再出现捕集器材料破裂等故障。被捕集的微粒被与排气流向相反的压缩空气流吹出捕集器,并收集在一个纤维过滤袋中。在柴油机大负荷工况下进行了初步试验。试验表明,虽然要对捕集器作进一步的改进来提高其耐久性,但该捕集器可有效地滤除微粒。还可利用数字模拟技术研究捕集器总成内的气流型式并对捕集器进行辅助优化设计。     

车用柴油机排气微粒后处理器的开发

开发了一种用于市内公共汽车的6120Q型柴油机的排气微粒后处理器。后处理器用泡沫陶瓷作为微粒捕集介质,保证净化效率在50％以上。鉴于我国市内公共汽车柴油机的平均排气温度很低,在捕集器的前端装了一个燃烧器,定期对陶瓷滤芯进行热再生。文中介绍了微粒捕集器和再生燃烧器结构发展的沿革,特别是再生系统的工作和性能。     

NTP技术降低柴油机PM排放及低温再生DPF的研究

针对柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)传统再生方法的缺陷,根据低温等离子体(non-thermal plasma,NTP)放电理论,探索了NTP低温再生DPF技术。从化学反应动力学角度探讨了基于NTP技术的DPF再生反应机理,并利用现代测试分析技术研究了NTP对颗粒物(particulate matter,PM)质量粒径分布、微观形貌、碳结构及表面官能团演变的作用规律。建立NTP技术再生DPF的试验系统,对已捕集PM的DPF进行再生试验研究。通过监测PM的氧化分解产物CO、CO2的体积分数和DPF的内部温度,结合DPF的背压变化,研究不同再生初始温度下的PM氧化分解特性和DPF再生特性,并考察NTP技术对DPF再生的安全性。研究结果表明,NTP技术可有效分解柴油机排气中的PM,显著降低DPF的再生温度,且无需催化剂。这为DPF再生提供了新的研究途径。     

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.     

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。     

生物质气化催化剂的研究现状

在生物质气化过程中,由于焦油的产生以及生成的小分子可燃气体较少的特点,影响了生物质气化技术的进一步推广和应用。使用催化剂是一种可以提高小分子可燃气体品位、提高生物质利用效率、减少焦油产生的经济可行的办法。文中叙述了生物质气化催化剂的研究概况,并着重介绍了各种催化剂使用的效果。     

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。     

催化型柴油颗粒捕集器再生性能的试验研究

为探究催化型柴油机颗粒捕集器(catalytic diesel particulate filter,CDPF)的再生性能,自制了CDPF颗粒加载装置,通过模拟气试验平台研究了炭载量、再生温度及气体流量对CDPF再生性能的影响,并对其再生效率、再生效能比、最高温度及最高温度梯度性能指标进行评价。试验结果表明:CDPF再生过程主要有两个阶段,第一个阶段主要发生在250~400℃之间,为低温长时间再生阶段;第二个阶段主要发生在500~600℃之间,为高温短时间再生阶段。当再生温度为350℃、气体流量为200mL/min时,3.2g/L、5.0g/L和7.0g/L 3种炭载量下的最高温度梯度均达到最小,分别为2 737.5℃/m、4 387.5℃/m和3 837.5℃/m。其再生效率在再生温度为250℃时均约为6.0%,而在550℃时均达到85.6%。当炭载量为5.0g/L,再生温度为500℃和550℃,气体流量为300mL/min时,最高温度、最高温度梯度及再生效率均达到最大,再生效能比随气体流量的增大从4.6×10-5 J-1下降到1.8×10-5 J-1。     

喷油策略耦合EGR对柴油机燃烧过程与CDPF再生性能的影响

以匹配了可变截面几何增压系统(VGT)的D19高压共轨柴油机为研究机型,采用GT-Power和AVL FIRE构建了一维热力学整机模型和催化型微粒捕集器(CDPF)三维仿真模型,针对3 000r/min、50%负荷工况,研究了喷油策略耦合废气再循环(EGR)对燃烧过程和CDPF再生性能的影响。研究表明:随主喷定时提前,有效燃油消耗率(BSFC)先降后升,排气温度降低,排气流量与氧浓度变化则较小,排气中一氧化氮(NO)增加,CDPF再生速率逐渐降低,颗粒物残余量、压降与CDPF出口端二氧化氮(NO_2)同时增加;随EGR率增大,BSFC和排气温度升高,排气流量、排气氧浓度、排气中NO浓度则同时降低。在主喷定时较晚时,随EGR率增大,CDPF再生速率先升后降,颗粒物残余量先降低后略升高;而在主喷定时较早时,随EGR率的增大,CDPF再生速率降低,颗粒物残余量增多。在主喷定时较晚时,提高喷油压力使BSFC和排气温度明显降低;而在主喷定时较早时,提高喷油压力导致BSFC反而快速增加。此外,随喷油压力提高,排气流量与氧浓度变化较小,排气中NO浓度增加,CDPF再生速率逐渐减小,颗粒物残余量、压降和CDPF出口端NO_2排放同时升高。总体上,相比喷油压力,主喷定时对CDPF再生过程影响更大。     

壁流式微粒过滤器电加热再生自动控制系统的研究

在前期对壁流式陶瓷微粒过滤器电加热分区再生方法进行完善的基础上,对自动控制系统进行了研究。介绍了再生方法、控制方案的选择、控制系统（数字ＣＭＯＳ电路）的设计原理等,并进行了分区、定时自动再生试验。试验表明,研制的再生自动控制系统设计合理、运行可靠。对于一些运行有规律的车辆（如城市公共汽车、码头、车站内用柴油机车辆、工程机械等）来说,只要能合理确定再生间隔,该再生系统具有一定的实用性。