柴油机碳烟颗粒物捕集器设计与试验

提出以聚丙烯腈基碳纤维毡作为柴油机碳烟颗粒物捕集介质的方法,研制出聚丙烯腈基碳纤维毡碳烟捕集器。在CC485型柴油机上的试验结果表明：该碳烟捕集器具有较高的捕集效率,所产生的排气压降对柴油机工作性能的影响不大。     

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。     

碳烟捕集器多孔陶瓷性能的实验与仿真计算

通过漩涡气泵的排气过程来模拟柴油机尾气排放过程,实验研究气体经过多孔介质材料的流动性能即渗透率和惯性系数,采用FLUENT软件模拟仿真气体在多孔介质材料中的压力和速度变化情况,为最终实现对捕集器的性能设计提供依据.     

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。     

柴油机微粒捕集器再生特性仿真研究

运用一维数值分析软件AVL Boost建立了柴油机微粒捕集器(DPF)仿真模型,对其再生过程进行了仿真研究。研究了再生时载体温度和载体内部碳烟密度等随时间的变化情况;分析了再生时不同排气温度、温升速率和氧气浓度等因素对再生DPF最高温度、碳烟氧化速率和DPF最高温度梯度的影响。研究表明,再生时载体最高温度发生在DPF出口端中心处,且碳烟氧化速率沿DPF轴向加快;排气温度和排气氧含量越高、温升速率越大,再生时载体的最高温度和温度梯度越大,同时碳烟氧化速率越快。从DPF的安全性和燃油经济性考虑,应该选择合理的再生条件参数。     

基于AVL FIRE对柴油机微粒捕集器捕集过程的模拟研究

利用AVL FIRE软件建立柴油机微粒捕集器(DPF)三维模型,模拟DPF捕集过程,研究进气流量、进气温度、过滤壁厚度和孔密度对捕集过程的影响规律。研究结果表明:减小进气流量能改善气体流动,并且能提升DPF捕集性能和流阻性能;降低进气温度能改善气体流动和流阻性能,但不利于提升捕集性能;增大孔密度不利于气体流动,但能提升流阻性能和捕集性能;减小壁厚能改善气体流动和流阻性能,但会恶化捕集性能。     

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。     

微粒捕集器再生用燃烧器流场特性分析

传统的微粒捕集器喷油助燃再生燃烧器内的流场分布对其油气混合的情况有着重要的影响,为了在燃烧室内形成稳定持续的回流,促进油气混合进程,课题组探究旋流数对流场特性的影响,设计并提出了单、双级两种旋流数的供风系统结构,并限定发动机排气以及补气条件相同,对燃烧器的冷态流场进行仿真分析.研究表明:旋流数的增加大大改变了气流进入燃...     

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。     

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.     

微粒捕集器喷油助燃再生旋流燃烧器流场特性研究

微粒捕集器喷油助燃再生旋流燃烧器内的流场分布对油气混合和火焰稳定性具有重要影响,课题组设计了四种不同叶片安装角度的旋流燃烧器,采用相同的入口边界条件对其流场进行仿真分析.仿真结果表明:随着叶片安装角度的增大,中心回流区的长度、回流速度也不断增大,重附着区长度却不断减小.     

NO2扩散作用对催化型微粒捕集器再生的影响

针对催化型微粒捕集器被动再生反应机理的问题,采用试验和仿真研究了NO_2扩散作用对壁面和碳烟层再生产生的影响。由于壁面层产生NO_2,饼层消耗NO_2,形成的浓度梯度作为驱动力产生反向扩散扩用,在多孔介质中发生孔扩散及努森扩散,NO_2多次参与了碳烟的被动再生反应。研究结果反映考虑扩散作用的被动再生模型与试验值相比,再生模型反应压降偏差可控制在7.0%以内,NO_2偏差小于7.3%。NO_2扩散作用随入口温度的升高更加明显,载体入口气体温度增加100℃时的NO_2增加率约为增加50℃时NO_2增加率的1.90~1.95倍。425℃时,z/L=0.9,H=0.182 9 mm处NO_2浓度最高,NO_2质量分数最高为5.69×10-4。分析碳烟再生过程发现,排气温度提升增强了NO_2扩散作用,进而促进了颗粒物再生。425℃条件下,1 000 s内完成了55.94%的碳烟再生,深床层完成了80.53%,总再生量是325℃条件下的3.68倍。NO_2扩散作用有效提升了载体的被动再生能力,延长了主动再生周期,改善了载体耐久性能。     

曲轴位置传感器的结构、原理与检测诊断

介绍了曲轴位置传感器的结构、原理,提出了曲轴位置传感器的检测、诊断及故障排除方法。     

柴油机颗粒捕集器再生研究现状综述

本文主要介绍了近年来国内外对柴油机颗粒捕集器(DPF)再生及排放性能的研究现状,通过对近年来DPF再生性能及颗粒排放性能研究热点的分析总结,对后续DPF再生控制策略及系统的优化提供参考,为控制DPF出口的颗粒排放奠定理论基础,促进该技术发展.     

沼气高价值多元化利用碳捕集工艺优化设计

针对我国天然气紧缺、碳中和压力较大和沼气低价值利用问题,开发膜与压缩冷凝梯级耦合的沼气高价值多元化利用碳捕集工艺,实现低价值沼气近零排放高价值综合回收利用。利用Aspen HYSYS对1 000 Nm3/h规模的沼气提纯过程进行工艺设计和优化,通过燃气系统的膜分离单元生产高品位燃气,同时CO2系统利用燃气系统提供的富CO2优质原料生产液态CO2产品,并副产低品位燃气。优化过程主要考察操作压力对回收率、产品价值、运行费用和设备投资等因素的影响,以及原料流量波动对回收率、产品和经济性的影响。结果表明：在1.8~3.8 MPa条件下,能够同时生产热值314 MJ/Nm3高品位燃气、热值17.9 MJ/Nm3低品位燃气和CO2浓度95 vol%液态CO2产品,在2.2 MPa时获得年最佳经济效益约261万元,每年减排约9 755 t的CO2当量温室气体。与低品位燃气热值和液态CO2产品浓度相比,高品位燃气热值受流量波动影响较大。     

车用柴油机排放颗粒物捕集器再生技术研究

对车用柴油机颗粒捕集器再生技术进行了综述与探讨。     

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。