DPF对柴油车颗粒物排放的影响研究

利用ELPI（电子低压冲击器）对加载DPF的柴油车分别在DPF前后和未安装DPF时进行取样,能有效研究颗粒物排放状况以及颗粒物数量浓度和质量浓度在粒径上的分布。研究发现,安装DPF后将增加车辆发动机排放的颗粒物数量和质量,但经过DPF过滤后,颗粒物质量和数量都会大幅减少,过滤效果良好。     

基于Boost的柴油机微粒捕集器(DPF)性能分析

柴油机微粒排放控制技术已成为柴油机技术发展中的核心之一。文中探讨了微粒捕集器的捕集机理、过滤体材料特性以及再生技术。并利用AVL Boost软件建立模型,仿真分析了发动机的排气温度和柴油机微粒捕集器(Diesel Particulate Filter,DPF)的过滤孔密度对DPF的最高温度、排气背压和排气碳烟量的影响,提出了柴油机微粒捕集器设计优化的方法。     

柴油车碳化微米长木纤维DPF压降特性试验研究

提出将碳化微米长木纤维(CMLWF)作为微粒捕集器(DPF)的过滤体材料,并研制了可拆卸DPF和碳化微米长木纤维DPF排气阻力特性测试装置。试验证明,在设计DPF滤芯时需慎重选择合适的孔径,并且在外形结构允许的情况下,优先考虑孔隙直径较大、轴向长度较长的过滤介质。     

车用柴油机微粒捕集器碳载量分布及影响因素研究

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。文章首先介绍了DPF净化机理及其常用的过滤体材料,然后阐述了DPF压降和碳载量计算的数学模型,最后结合以往文献试验数据对模型参数修正,并对DPF碳烟捕集过程与影响因素进行了分析。为研究DPF的性能与管理提供有效的理论依据。     

装有DPF的轻型柴油车颗粒物排放特性的研究

利用电子低压冲击器,研究了配装DPF的轻型柴油车使用不同燃油时,DPF前后颗粒物排放状况以及颗粒物数量浓度和质量浓度在粒径上的分布.结果显示,车辆使用硫质量分数高的燃油时排放的颗粒物的数量和质量都比车辆使用硫质量分数低的燃油时大,但经DPF过滤后,不论使用何种燃油,颗粒物的数量和质量都会大幅减少,尤其以粒径在0.04μm以上的颗粒物更为明显,车辆使用硫质量分数低的燃油时DPF的过滤效率比车辆使用硫质量分数高的燃油时高.     

不同工况下DPF对柴油车颗粒物过滤特性的研究EI北大核心CSCD

通过对比某轻型柴油车DPF前、后端颗粒物在NEDC测试循环的不同工况段上的数量浓度和质量浓度随粒径分布的差异,分析了DPF对不同粒径颗粒物在不同工况下的过滤效果。结果表明,在市郊高速急减速工况下,DPF对各粒径颗粒物(特别是粒径小于1μm的细颗粒)过滤效果较低,是该车辆运行NEDC循环时DPF综合过滤效率低下(只有52%)的原因。     

使用元征X-431汽车诊断设备对2019款福特全顺车执行DPF再生

正功能说明DPF(柴油机微粒过滤器)再生功能主要是在车辆使用一段时间后,DPF装置中吸附的柴油炭质微粒过多,通过执行此功能,发动机长时间高速运转,排出的高温尾气加热燃烧清除掉柴油炭质微粒,使其恢复正常。本文以一辆2019款福特全顺车为例,使用元征X-431汽车诊断设备演示DPF再生功能。     

基于响应曲面法的DPF捕集性能多目标优化

以提高整体捕集性能为目的开展柴油机颗粒捕集器(DPF)结构参数多目标优化设计，利用GT-Power建立DPF捕集模型，通过发动机台架试验验证了仿真模型的可靠性。以最大压降和初始过滤效率为优化目标，以孔隙率、孔直径、壁厚、过滤体长度和直径5个结构参数为优化变量，基于Box-Behnken试验设计方法构建了DPF捕集性能二阶响应面模型，通过三维响应面图对结构参数显著性与交互作用进行仿真分析，采用满意度函数法进行多目标参数优化。结果表明，孔直径对最大压降的影响较小，较小的孔隙率与壁厚、较大的过滤体直径有利于降低DPF最大压降，而适当增大过滤体直径与壁厚可提升DPF初始捕集效率。协同优化后的DPF压降较优化前下降51.34%,优化后的DPF初始过滤效率趋近于100%。     

DPF孔道结构参数优化设计

以降低流动阻力为目的开展DPF孔道结构参数优化设计,运用GT-Power建立DPF仿真模型,研究非对称孔道边长比、孔密度和过滤壁厚对颗粒物捕集过程中DPF压降和捕集效率的影响,并以非对称孔道边长比、孔密度和过滤壁厚为设计参数,二次序列规划算法为优化算法,DPF捕集效率为约束,优化DPF孔道结构参数。结果表明:DPF采用进口孔道边长大于出口孔道边长的非对称孔道结构可以降低颗粒物饼层捕集过程中DPF的压降,但同时降低了DPF的捕集效率;采用提高孔密度的方法可以在一定范围内降低DPF的压降,同时提高DPF的捕集效率;降低DPF过滤壁厚可以有效降低DPF压降,但也会降低DPF的捕集效率。综合优化结果,DPF进出口孔道边长比值为1.024 8、孔密度为62孔/cm~2、过滤壁厚为0.333 mm时,DPF压降降低26%以上,饼层捕集效率保持98%以上。     

柴油机微粒捕集器催化再生技术

柴油机微粒捕集器（DPF）能降低柴油机的微粒（PM）排放量,文章提出了DPF催化再生技术方案,将氧化催化器（DOC）与DPF相结合,通过DOC催化氧化未燃HC等来提高排气温度达到微粒着火温度500～600℃,点燃微粒从而完成再生过程。以YN4100QB–1A柴油机为研究对象,对不同喷油量下的DPF升温特性进行了试验研究,试验结果表明：当喷油量大于60mL/min时,再生系统能迅速将排气温度提高到500℃以上。可变喷油量的喷油控制方案可使DPF升温平缓,降低再生造成的二次污染。     

柴油机颗粒物后处理技术综述

通过调研国内外文献,介绍了柴油机颗粒物污染现状、颗粒物后处理技术、壁流式颗粒捕集器(DPF)的工作原理、材料和结构类型、捕集器再生技术和控制策略等。堇青石陶瓷壁流式DPF具有成本和性能方面的优势,占据主要市场份额,再生技术是DPF应用的关键。与主动再生技术相比,被动再生具有结构简单、节约油耗等优势,可通过涂敷催化剂、前置DOC和辅助主动再生等方法确保再生效果。     

柴油机DOC辅助DPF再生燃油喷射规律的优化

为了有效降低柴油机颗粒捕集器(DPF)再生过程产生的二次污染物,优化了催化氧化反应器(DOC)辅助DPF再生的燃油喷射规律。采用AMESim建立了DOC和DPF模型,在Simulink中建立了发动机排放和DPF再生控制模型,将两个软件耦合搭建联合仿真平台。对模型进行了验证,提出了先缓后急的燃油喷射规律。结果表明:660是较为理想的DPF再生温度,优化后的燃油喷射规律能够大幅降低DPF再生的二次污染。     

DPF再生中断研究与验证

DPF再生中断是一种异常现象,不及时处理会对车辆正常行驶造成影响。为了减少DPF再生中断发生,本文通过研究和验证增加保温套、增加再生后喷和再生次后喷喷油量等方法来提高DPF入口温度,减少DPF再生中断发生。同时,增设手动再生开关作为DPF再生中断发生后的备用方法,当DPF发生再生中断且碳载量达到警示阈值后驾驶员可以使用手动再生开关来启动DPF手动再生,恢复DPF初始状态,使车辆发生限速限扭事件、DPF堵塞、出现发动机无法启动等极端情况成为小概率事件,保证DPF再生正常进行,车辆正常行驶。     

加载减速工况下带有DPF柴油车的颗粒物排放

基于加载减速工况,利用ELPI能够有效研究颗粒物排放状况以及其数目浓度和质量浓度在粒径上的分布,研究证实,这种测试技术具有很高的DPF性能鉴别能力。通过量化分析颗粒物在DPF前后粒径上的浓度分布以及图解DPF前后的浓度差值,可以非常清晰地发现该DPF对于不同粒径的过滤性能,为开发和匹配柴油车颗粒物过滤器提供一种有效的手段。     

Effects of Residual Ash on Dpf Capture and Regeneration

To study the effects of residual ash on the capture and regeneration of a diesel particulate filter (DPF), repeated capture and complete regeneration experiments were conducted. An engine exhaust particulate sizer was used to measure the particle size distribution of diesel in the front and back of DPF. Discrepancies in the size distribution of the particulate matter in repeated trapping tests were analyzed. To achieve complete DPF regeneration, a DPF regeneration system using nonthermal plasma technology was established. The regeneration carbon removal mass and peak temperatures of DPF internal measuring points were monitored to evaluate the effect of regeneration. The mechanism explaining the influence of residual ash on DPF capture and regeneration was thoroughly investigated. Results indicate that the DPF trapping efficiencies of the nuclear-mode particles and ultrafine particles have significant improvements with the increase quantity of residual ash, from 90 % and 96.01 % to 94.17 % and 97.27 %, respectively. The exhaust backpressure of the DPF rises from 9.41 kPa to 11.24 kPa. Heat transfer in the DPF is improved with ash, and the peak temperatures of the measuring points accordingly increase. By comparing the regeneration trials, the elapsed time for complete regeneration and time difference for reaching the peak temperature between adjacent reaction interfaces are extended with increased quantity of ash. The carbon removal mass rises by 34.00 %.     

面向控制的DPF再生效率建模和试验研究

对柴油机颗粒物捕集器(DPF)的再生效率进行实时和准确的在线预估,可为DPF热再生结束的控制提供判断依据,是实现DPF系统化和高效应用的重要功能。本文基于热再生过程中DPF内碳烟颗粒的氧化反应机理探讨并建立了DPF再生效率计算模型,通过发动机台架试验对模型的化学反应动力学参数进行了校核和辨识,从而得到DPF内碳烟颗粒热再生氧化反应的反应级数为α=1与活化能参数为E_a=107.5 kJ/mol。台架稳态工况和车辆在实际道路行驶工况的试验结果表明,再生效率模型最大计算误差为5.6%,较好满足实际应用需求,为DPF热再生中准确判断再生结束的时机提供了参考。     

国六柴油机颗粒物捕集器在工程应用中的关键问题分析

通过分析国六排放法规,并结合对OEM(Original Equipment Manufacturer)市场国六后处理技术的开发以及我国的特殊地理环境,总结了国六柴油机颗粒物捕集器(Diesel Particulate Filter,DPF)开发的重点、难点问题。综合来看,开发高目数、薄壁、非对称孔道结构及高强度的DPF载体是国六柴油机面临的关键问题。同时,DPF的高原捕集再生特性也是值得深入研究的核心问题。新一代国六DPF主要面临以下技术难题:(1)DPF压降与捕集效率的折衷关系,尤其是对颗粒物数量(Particle Numbers,PN)的捕集效率需要在99%以上。(2)DPF的捕集再生特性决定了其作为流-固-热多场耦合装置需要与控制策略协同优化,才能避免DPF爆燃现象的发生,提高载体可靠性和耐久性。(3)高原地区低压、低氧的特殊环境导致发动机原排PM/PN较高,同时颗粒物理化特性变化较大,且山路驾驶工况复杂多变,对DPF的高效捕集再生及可靠性要求提出了更大挑战。     

Carbon Deposit Incineration During Engine Flameout Using Non-Thermal Plasma Injection

In order to investigate the influence of initial regeneration temperatures on diesel particulate filter (DPF) regeneration, an experimental study of DPF regeneration was implemented using a dielectric barrier discharge (DBD) reactor, aided by exhaust waste heat after engine flameout. DPF trapping characteristics and carbon deposit mass were discussed to facilitate further data analysis and calculation. DPF regeneration was then investigated by comparison analysis of deposit removal mass, backpressure drop, and internal temperature change. The results revealed that a large amount of particulate matter (PM) was deposited in DPF with a high filtration efficiency of about 90 %. The deposit removal rate and percentage drop of the backpressure both maximized at the initial temperature of 100 °C. During DPF regeneration, the sharp rise of internal temperature indicated vigorous PM incineration and high CO₂ emission. The results successfully demonstrated DPF regeneration using non-thermal plasma injection during engine flameout, and prominent heat durability was achieved in this method.     

重型柴油车DPF工作原理及再生逻辑研究

壁流式DPF因其特殊的结构,已成为重型柴油机国Ⅵ阶段降低颗粒物排放的主要措施,文章通过研究DPF结构、工作原理、DPF各阶段再生的反应机理以及控制逻辑,为相关从业人士提供参考。