基于GT-Power的柴油机微粒捕集器的性能模拟研究

使用GT-Power软件,对柴油机微粒捕集器(DPF)的捕集性能进行了模拟仿真。建立了柴油机微粒捕集器的仿真模型,研究了DPF不同的结构参数对其捕集性能的影响。结果表明,体积、通道密度、过滤体的孔隙率、过滤体的微孔直径以及过滤体壁厚主要影响DPF的捕集效率;影响微粒捕集器压降的主要参数有,通道密度、过滤体微孔直径、体积以及过滤壁厚度。这为DPF设计提供了理论依据。     

微波加热柴油机颗粒捕集器再生控制系统研究

研究设计了微波加热柴油机颗粒捕集器再生控制系统,系统采用微波加热再生技术,通过对再生过滤器进出排气压力的检测反馈,调整再生持续时间,优化再生过程,实现颗粒捕集器的过滤效率。     

柴油机壁流式过滤体捕集与流阻性能影响规律

根据气流在柴油机壁流式微粒捕集器内的流动特点,将过滤壁面假设为由若干球状单元组成,建立了壁流式过滤体捕集过程的数学模型.研究了排气特征、过滤体结构参数对壁流式过滤体捕集及流阻性能的影响规律.结果表明,减小排气流量、增大过滤体体积等方法,既能优化捕集性能,又能优化流阻性能;减小过滤体长径比,能优化流阻性能,而对捕集性能没有影响;增大过滤壁厚度,能优化捕集性能,但会使流动性能恶化;改变排气温度和孔道宽度,对捕集性能及流阻性能的影响都较小.最后通过试验验证了数学模型的准确性.     

柴油机喷油助燃再生系统微粒捕集器油气匹配研

基于自行设计的微粒捕集器(DPF)喷油助燃再生系统,对燃烧器内以不同油气比混合燃烧后气体与柴油机排气混合形成的高温废气温度进行试验研究,并采用过滤体孔道内的热再生模型,对DPF喷油助燃再生过程进行数值模拟,模拟结果与DPF再生试验数据吻合良好.根据再生过程的仿真结果,以怠速工况下DPF再生时过滤体壁面峰值温度、温度梯度及再生时间等为条件,研究喷油助燃再生方式下燃烧器的油气配比问题,怠速工况下再生时油气比取0.025～0.016时能够实现合理匹配.     

柴油机微粒捕集器热再生过程仿真研究

基于Fire软件对柴油机微粒捕集器的热再生过程进行了仿真研究。研究再生过程中DPF载体温度场、氧气浓度分布、过滤体残余碳烟分布和过滤体最高温度梯度随时间的变化规律;分析了再生过程中不同入口温度、不同排气氧含量、不同初始碳烟浓度下的DPF再生过程变化规律;并且对比了不同反应模型的DPF再生特性。结果表明,入口温度和排气氧含量越高则DPF再生速度越快、过滤体温度越高;再生时间长短与初始碳烟密度关系不大,O2-NO2-NO2-catalytic反应模型的热再生效果明显优于O2-thermal反应模型的再生效果。     

柴油机DPF主动再生时流场背压变化研究

研究DPF流场分布对汽车尾气碳烟过滤效率具有重要意义。在尾管后喷主动再生的条件下,用三维仿真软件建立柴油机微粒捕集器(DPF)三维模型,模拟柴油机微粒捕集器内部流场特性。针对DPF不同孔道结构和灰分沉积量,对DPF的流场特性和再生背压特性进行分析,并模拟了灰分特性对不同孔道DPF背压的影响。结果表明:大小孔和六边形结构均有利于降低DPF背压和提高流场均匀性和微粒沉积能力,从而延长DPF维护周期。灰分密度、灰分渗透率、灰分分布对DPF背压准确预测影响很大。灰分的沉积将逐渐增加以背压为依据的DPF再生频率。     

柴油机微粒捕集器的激波再生研究

以柴油机为研究对象,研究柴油机微粒过滤器的在机再生技术,旨在减少柴油机微粒排放。分析了激波技术的特性,比较了目前几种柴油机微粒捕集器的原理及特点,阐述了燃气激波发生原理,设计了燃气激波微粒捕集器的结构,提出了参数设计的试验方法。     

柴油机微粒捕集器及其再生技术研究

以柴油机为研究对象,研究柴油机微粒过滤器及其在机再生技术,旨在减少柴油机微粒排放。简述了柴油机排气微粒的形成及危害,综合分析了目前排气微粒净化技术及其特点,提出了柴油机微粒捕集器及再生技术的一些研究方向及措施。     

催化型微粒捕集器主被动再生性能数值模拟

通过数值模拟和发动机试验验证,建立了催化型微粒捕集器(CPF)的数值模型,引入微粒(PM)催化再生比α用以评价CPF催化剂催化效率,分析研究了CPF进口条件等对催化效率的影响并依据催化效率区间选择催化剂涂覆量大小;分析了3种过滤体孔道形状、壁面渗透率、碳烟渗透率等对CPF压降特性以及主动再生频率的影响;研究了3种物理参数对CPF主动再生最高温度的影响。结果表明:在特定温度范围内,随着初始碳烟量和NO与NO2体积分数比的提高,催化剂催化效率提高;正六边形孔道、高壁面渗透率及高碳烟渗透率情况下,主动再生频率较低;正四边形孔道、高壁面渗透率和低碳烟渗透率情况下主动再生最高温度较低。     

柴油机微粒捕集器碳载量估计与分布特性研究

建立了一种考虑催化再生的微粒捕集器碳烟沉积量估计模型。通过试验数据辨识出NO_2与碳烟的反应以及热催化再生反应参数和载体捕集特性参数。在不同工况下,碳烟沉积量估计模型的计算值与实际碳载量称量值相比,误差可以控制在10%以内。经过计算,随着排气温度的不断提升,碳烟再生量权重不断提升,催化再生有效地降低了颗粒物沉积量,延长了主动再生周期。通过深床层离散分层和饼层累积碳载量计算,碳烟加载量主要分布在饼层,深床层占比较少,且深床层碳烟量主要集中在离散层的第1层中。经过验证,引入NO_2辅助再生及热催化再生反应的模型有效地估计了碳烟加载量并对碳载量分布特性给出了有效的分析,为微粒捕集器内碳烟颗粒物主动再生时机的判断提供了参考。     

喷油助燃再生DPF过滤体入口废气温度条件研究

阐述了DPF喷油助燃再生的工作原理,在考虑过滤体内沉积微粒氧化反应次模型的基础上,以壁流式蜂窝陶瓷过滤体为研究对象,建立柴油机稳态工况下过滤体入口孔道的再生简化模型。考虑到柴油机中小负荷排气富氧条件,通过无量纲化,结合DPF的排气背压模型,得到了喷油助燃再生DPF时过滤体入口端所需的温度条件。试验表明,以该条件获得的理论过滤体入口废气温度所对应的喷油率来调节燃烧器功率可顺利实现DPF的再生过程,为DPF喷油助燃再生系统的设计提供了一定的理论依据。     

怠速工况下氧化型催化转换器辅助DPF再生方法

在柴油机颗粒物捕集器(DPF)前端安装氧化型催化转换器(DOC),通过在氧化型催化转换器前端喷入柴油来提高柴油机尾气温度,并通过降低柴油机尾气流量进一步提高尾气温度,可以实现柴油机颗粒物捕集器再生.整个再生系统由喷油器、氧化型催化转换器和柴油机颗粒物捕集器组成.在发动机台架上对该再生方法进行系统试验研究,包括再生时氧化型催化转换器的升温特性、喷油流量与温度升高幅度的关系、DPF再生过程和再生方法的燃油经济性及二次污染.结果表明怠速工况下DOC辅助DPF再生能顺利实现,再生过程消耗柴油120.5 g,再生过程中排放的CO和HC分别为12.4g和1.1g.     

壁流式蜂窝陶瓷微粒过滤器压力损失公式的建立

分析了洁净壁流式蜂窝陶瓷过滤器(DPF)压力损失的机理，包括过滤壁上的透过压力损失、进口收缩压力损失、出口扩散压力损失以及进／出口流道内的摩擦阻力损失，建立了各类压力损失的相应公式及总压力损失公式。并通过数值计算确定了压力损失公式中相关待定系数。得到的压力损失公式能较准确地估算DPF在不同流量下的压力损失值。     

基于机内技术的DPF再生控制策略研究

针对DPF的再生技术难题,研究了基于机内技术的DPF再生控制策略,通过机内措施改变柴油机的燃烧,提升排温,在柴油机不作任何改动、不附加任何辅助系统的情况下实现过滤体的安全有效再生。首先,提出了基于柴油机机内控制技术的DPF再生控制技术方案,并设计了DPF再生监控系统。然后,建立了基于压差、柴油机转速和负荷多参数的碳烟加载模型,提高了再生的准确性和一致性;最后,设计了包含柴油机转速和负荷因素的提升柴油机排温的措施模型和再生温度控制模型,确保了DPF的再生过程有效且安全。试验结果表明,采用设计的再生控制策略,DPF的整个再生过程是有效且安全的。     

灰分和碳烟分布对DPF再生性能的影响研究

运用三维仿真软件(CFD)建立柴油机后处理系统(DOC+DPF)三维模型,分析了微粒捕集器孔道内部碳烟和灰分分布不均匀对其再生特性的影响.结果表明:排温较高时,"线性增加"型的碳烟分布再生温度温升速率快,再生效率高,"线性减少"型的碳烟分布温升速率较慢,峰值温度高,再生效率差;孔道进口末端灰分沉积越多,再生温度峰值和压...     

环烷酸铈消烟助燃剂改善内燃机有害排放的研究

为研究有助燃与消烟作用的柴油添加剂对降低柴油机排放的作用，在一台TY1100柴油机上分别用纯柴油和加0．15％环烷酸铈消烟助燃剂的柴油进行了试验，并测定了发动机性能、燃烧特性和各种有害排放气的浓度。试验表明，环烷酸铈消烟助燃剂对降低内燃机排放中的有害物质，特别是降低碳烟、NOx排放作用显著，柴油机负荷增加，碳烟、NOx排放浓度降低幅度增大，在负荷降低区域运转时，下降幅度减小。     

农用柴油机后处理装置快速老化方法

使用掺入机油的柴油作为农用柴油机燃料,采用高负荷运行工况,以实现快速模拟机油大量消耗情况灰分所造成的影响加速老化过程,研究一种简单高效的柴油机氧化催化器(diesel oxidation catalysts,DOC)、柴油机颗粒物过滤器(diesel particulate filter,DPF)快速老化方法,缩短DO...     

基于SPC563的DPF控制器底层软件开发

为了满足非道路柴油机国Ⅴ排放法规的要求,以意法半导体公司的SPC563芯片为控制器主芯片,开发用于柴油颗粒过滤器(diesel particulate filter,DPF)控制器的底层软件驱动程序,且AD转换功能、通信功能和掉电固化功能都采用模块化的底层软件开发模式。首先将脉冲宽度调制(pulse wide modulation,PWM)波生成函数封装为接口函数,然后将开发的控制器在发动机台架和整车进行试验。试验结果表明,本系统所开发的DPF控制器底层软件驱动程序能够精准控制DPF喷射阀的喷油量,满足国Ⅴ排放法规的要求。     

柴油机后处理DOC+DPF性能试验研究

在一台非道路国四用高压共轨柴油机上,利用试验台架研究了柴油机后处理柴油氧化催化器(diesel oxidtation catalyst,DOC)、柴油颗粒过滤器(diesel particulate filter,DPF)在不同温度条件下内部的化学特性。结果表明,在一定温度条件下,DOC对未燃HC、CO具有较高的转化效率,对NO的催化氧化效率随温度升高先升后降;同时,催化剂和NO2有助于降低炭烟燃烧所需的化学活化能,提高炭烟燃烧速率。研究结果对深入理解柴油机后处理DOC+DPF的工作过程具有重要的指导作用。