带汽油机颗粒捕集器的后处理系统台架快速老化研究

基于某1.5L增压直喷发动机及搭载相应机型的整车,开展了带GPF的后处理系统台架快速老化试验研究。将两套相同的后处理系统样件在发动机台架上基于SBC循环分别进行等效整车20万公里耐久里程的快速老化。其中一组试验中只考虑热老化,老化过程中燃油为正常状态;另一组试验中将热老化与机油灰分影响进行了耦合,老化过程中将整车20万公里消耗同等量的机油加入到燃油中进行掺烧;并分别对两组样件在老化过程中进行了灰分累积量、GPF背压、催化剂性能、整车排放等测试。结果表明：两组试验中,等效20万公里耐久里程老化后,两个GPF累灰量分别为12.1g和38.9g,灰分主要集中在GPF载体底部中间区域;GPF背压在前2-5万公里上升较快,随后上升稳定;掺烧机油老化对前级TWC催化剂性能劣化有一定的加速影响,对后级GPF催化剂性能影响不明显;掺烧机油进行老化后样件的排放劣化程度相对较大;两组台架老化样件整车排放结果都要差于实车耐久的排放结果,其中THC和CO结果差异较小,NOx结果差异较大;掺烧机油进行老化的GPF在很短等效里程中就能具有很高的颗粒物捕集效率。     

满足欧Ⅳ/Ⅴ排放法规的柴油机排气后处理技术

从车用柴油机的欧Ⅳ/Ⅴ排放法规出发,指出满足该法规必须采取排放后处理装置,介绍了用以处理NOx排放的稀NOx吸附器(LNT)和选择性催化还原装置(SCR),及控制颗粒物(PM)排放的氧化催化器(DOC)和PM过滤器(DPF),分析了这些后处理装置的主要技术特点及应用情况,并认为今后的后处理装置的发展趋势是不同后处理装置的综合使用。     

紧凑型柴油机DOC与DPF系统的流动均匀性集成优化

对某商用车排气后处理系统进行了温度场、多孔介质流场的集成优化,结果表明:商用车柴油机排气后处理系统结构紧凑、结构空间限制严格,系统内的尾气流动特性不完全有利于柴油机氧化催化装置(DOC)和颗粒过滤器(DPF)的使用性能及寿命,净化器内的流场不均匀性是降低性能和寿命的主要原因。针对目前的结构提出了多孔进气方案,以结构参数为变量,DOC和DPF均匀性和压降为优化目标,采用多目标遗传算法(MOGA)对排气后处理系统进行了多目标优化。优化后的方案有效提高了排气系统的效率和寿命。     

催化型汽油机颗粒过滤捕集器催化剂设计与应用性能研究

基于某市售1.6L汽油缸内直喷(GDI)发动机轿车,进行底盘式汽油机颗粒过滤捕集器(GPF)/催化型汽油机颗粒过滤捕集器(CGPF)设计和性能研究,研究了不同涂覆量、涂覆工艺和贵金属含量设计对GPF/CGPF催化剂冷流背压、涂层形貌的影响,从而设计出低背压CGPF催化剂样品。通过对配备有国六标定系统的GDI汽油车进行系列全球统一轻型车测试循环(WLTC)工况排放试验,分别考察了加装底盘式GPF、CGPF及不同贵金属载量CGPF对尾气后处理排放的影响,并与采用原装紧密耦合式三效催化剂(TWC)时的排放性能进行对比分析。结果表明,加装GPF或CGPF配置,会对造成排气系统背压提升,但油耗变化不大;采用紧耦合式TWC+底盘式GPF/CGPF后处理集成净化系统,可有效解决单TWC布局下颗粒物数量(PN)超标问题;使用CGPF可在保证颗粒物捕集效果同时,较好发挥对气态污染物的处理作用,并使各个指标满足国六b排放要求;使用CGPF的催化剂后处理系统进行多次WLTC工况预处理运行,可有效提升其对颗粒物的捕集能力,使PN捕集效率从76.38%跃升至97.00%。     

灰分对柴油机微粒捕集器性能及再生的影响

针对柴油机微粒捕集器(diesel particular filter,DPF)再生的可靠性问题,分析DPF灰分的主要成分及来源,灰分在DPF中的沉积过程,灰分对DPF效率及再生过程的影响。分析表明灰分的主要来源是润滑油,为了满足柴油机润滑要求,润滑油中添加了大量的金属成分,产生大量的灰分影响DPF的再生过程。针对灰分的成分及沉积方式,提出使用低金属含量润滑油降低DPF灰分沉积、采用高压空气反吹作为DPF的主要清灰措施。     

载体配比及灰分对DPF压降及内部流场的影响

基于D30 TCI柴油机耦合氧化催化器(DOC)和柴油机颗粒捕集器(DPF)的试验台架,对3种不同结构DPF开展压降特性试验.并构建了DPF一维仿真模型及三维1/4孔道模型,研究了载体配比、载体孔密度对DPF压降及捕集特性的影响及载体配比及灰分沉积对DPF孔道内部气流运动及颗粒沉积特性的影响.结果表明:同一 DPF配比...     

灰分对柴油机颗粒捕集器性能影响研究综述

分别从柴油机颗粒捕集器(DPF)灰分的成分、来源及性质,灰分对DPF压降、过滤效率和再生过程的影响,及DPF清灰方法等方面进行了综述。已有研究结果表明:润滑油添加剂是DPF灰分的主要来源;润滑油配方、灰分沉积形态及DPF载体结构不同时,灰分对DPF压降的影响效果会有所不同;灰分在DPF中的沉积一般会提高DPF的过滤效率,但会恶化催化型DPF(CDPF)的被动再生效果,影响DPF主动再生频率和DPF主动再生时的温度;重型柴油车DPF需要定期清灰,压缩空气反吹法是目前使用最广泛的DPF清灰方法。     

直喷汽油机三元催化器等效老化与排放研究

为了满足国家轻型车排放限值以及耐久性监管要求,强化对三元催化器(TWC)的热老化考核,通过阿累尼乌斯(Arrhenius)方程分析了高温对TWC耐久性的影响,建立了TWC实车道路老化和台架快速老化的等效关系。利用试验车的实车道路耐久温度曲线,计算TWC快速老化时间,并进行试验车排放试验验证。结果表明,快速老化排放和16万公里实车道路排放偏差在10%以内,安装等效老化后的TWC的试验车排放满足国Ⅴ限值要求,并留有一定的裕度。     

水热老化对三元催化器理化特性影响的试验研究北大核心CSCD

为探究水热老化条件对车用发动机三元催化器(three-way catalytic converter,TWC)理化性质的影响规律,利用快速水热老化试验装置对TWC样品进行了不同温度和不同空速的水热老化处理,并对老化前后的样品进行了N2物理吸附、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)、透射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)等微观表征测试分析。试验结果表明:相同老化时间下,随着温度升高,TWC的比表面积急剧减小,孔容降低,孔径增大,CeO_(2)粒径增大,催化器载体的孔道物理结构表现出一定程度的坍塌;提高老化温度,Ce^(3+)相对含量有所降低,储氧能力等化学性质变化明显。相比温度,空速变化对TWC的物理结构影响较小,提高空速,Ce^(3+)相对含量升高,储氧能力增强。在水热老化过程中,温度是TWC性能劣化和失活的主要因素。     

基于Simulink和AVL Boost的DPF再生系统建模和控制策略研究北大核心CSCD

采用Matlab Simulink与AVL Boost软件相结合的方法建立了包括柴油发动机、DOC、DPF和再生控制策略在内的完整仿真模型。模型采用Simulink查表获取发动机数据的方法解决了发动机仿真和后处理系统仿真时间尺度不一致的问题。研究结果表明:与试验结果相比,模型仿真的DPF再生过程吻合良好,DOC温度曲线几乎重合,DPF温度和压降变化趋势完全一致。最后在模型的Simulink环境中设计了DPF再生控制策略,仿真结果表明控制策略在变工况条件下依然能很好地完成再生。     

采用不同后处理装置的柴油机减排效果分析

对分别安装DOC+ DPF和DOC+ POC后处理装置的两台柴油机进行了排放试验.在有/无后处理装置两种状态下,通过ESC试验对两台发动机常规污染物CO、HC、NOx和PM以及非常规污染物NO2和SO2的排放水平进行检测和对比分析,此外对全负荷烟度水平也进行了检测.试验结果表明:DOC+ DPF后处理装置对常规污染物的...     

润滑油在加速老化下对cGPF耐久性的影响研究

涂覆型微粒捕集器(cGPF)技术是满足汽油车国六标准排放要求的主要技术之一,该技术在应用中存在的难题就是与润滑油适配的耐久性差.研究了 2种不同润滑油配方在发动机加速老化后cGPF的耐久性,并进行了汽车及发动机的排放试验.为了模拟热老化、灰分和soot加载达到汽车行驶2×105 km以上的水平,提出了新的发动机加速老化...     

低温等离子体降低柴油机排放的研究进展

简要介绍了当前柴油机排气后处理所采用的DPF和SCR技术,并指出了其应用难点。详细分析了两种低温等离子体技术各自的技术特点,阐述了D/I NTP技术在降低柴油机有害排放方面最新的研究进展及发展趋势,指出对D/I NTP系统分解柴油机排气中PM、再生DPF的微观机理进行分析将成为今后研究的重点。     

基于燃烧器的柴油机颗粒过滤器再生试验研究

介绍了DPF的颗粒捕集机理和再生原理,并对基于燃烧器再生的SiC过滤器再生开展了试验研究。试验表明,燃烧器能够提供比较均匀稳定的温度场供DPF再生,整个再生过程中DPF的内部温度能够保证再生完全,又不至导致DPF的热损坏,同时采取新的控制策略达到节能和延长DPF寿命的目的,有利于进一步优化DPF再生控制策略,完善DPF后处理系统。     

灰分分布系数对柴油机性能的影响研究

通过构建柴油机耦合柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)的一维热力学仿真模型,研究了灰分分布系数对柴油机性能的影响,并重点分析了灰分分布系数对柴油机系统热效率的影响.结果表明:炭载量为6 g/L,灰分量为33 g/L时,DPF压降和捕集效率随灰分分布系数增加而上升;随着灰分分布系...     

灰分对柴油机颗粒物捕集器性能的影响

为了降低灰分对柴油机颗粒物捕集器(DPF)性能的影响,建立了DPF灰分和碳烟的数学模型,研究了灰分量、碳载量和灰分分布形态等多个因素对多种DPF性能的影响.结果表明:非对称孔结构(ACT)DPF增加了进/出口孔径比例有利于降低压降,但不利于捕集效率的提高;碳烟层的捕集效率高于灰分层,对称结构捕集效率高于ACT结构,低孔隙率捕集效率高于高孔隙率;灰分分布系数增加,DPF压降和捕集效率均上升,灰分分布系数对ACT结构DPF的影响小于对称结构;ACT结构有利于提升DPF容灰能力,延长清灰周期,提高经济性.     

柴油车尾气微粒捕集器技术研究现状及发展趋势

柴油车微粒排放物严重地污染环境并危害人类健康,其净化技术一直是人们研究的热点问题.微粒捕集器(DPF)技术是满足未来车用柴油机严格排放法规的重要措施.本文首先介绍了DPF净化机理及其常用的过滤体材料;然后综述了DPF再生技术的研究现状,对各种再生技术进行了分析;最后展望了微粒捕集器再生技术的发展趋势,提出微米木长纤维碳化木DPF过滤效率高,排气背压小,使用寿命长,可为柴油机尾气净化开辟一个新的方向.