车用柴油机微粒捕集器捕集特性模拟计算与分析

建立了柴油机微粒捕集器压力损失的2D数学模型,结合过滤理论,对洁净的壁流式蜂窝陶瓷过滤体的过滤效率和压力损失进行了数值模拟和试验分析。结果表明,数学模型较为准确地反映了实际情况,数值模拟结果对柴油机微粒捕集器的优化设计有参考价值。     

采用微波和铈-锰基添加剂的柴油机微粒捕集器复合再生的研究

利用所建立的泡沫陶瓷过滤体再生三维模型进行仿真,研究燃油中加入不同含量的铈锰添加剂对微粒捕集装置再生过程的影响,并进行了相关对比试验,试验结果与计算结果基本一致.结果表明:铈锰元素含量之比为75:5时,过滤体再生时间最短.     

泡沫陶瓷过滤器微粒捕集特性分析

根据柴油机排气微粒过滤的试验结果，对泡沫陶瓷过滤体的过滤机理及特性进行了论述，对泡沫陶瓷过滤体的过滤效率和排气背压有较大影响的几种主要因素进行了分析，为柴油机排气微粒后处理系统的优化设计提供基础。     

WLTC工况下汽油机颗粒捕集器性能研究

通过AVL BOOST软件设计缸内直喷汽油机后处理系统模型,即三元催化转化器以及汽油机微粒捕集器(Gasoline particulate filter,GPF)的组合模型。研究了WLTC(Worldwide Light-duty Test Cycle)循环工况对该模型的HC转化效率以及汽油机微粒捕集器的捕集效率和压降的影响。结果表明:在WLTC循环工况下三元催化转化器HC转化效率在90%上下浮动,汽油机微粒捕集器的压降受排气流量影响较大,压降线图与排气流量线图基本一致。GPF的颗粒捕集效率可以稳定在90%。GPF压降平均值在1～2 kPa之间,最高压降为5.5 kPa,满足GPF压降要求。     

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%。     

柴油机微粒捕集器中微粒物分布特性研究

为分析微粒在柴油机微粒捕集器中的分布特性,建立微粒捕集器内部过滤体微元通道模型,利用STAR-CCM+软件对简化后的模型进行仿真分析。得出微元通道内微粒物的浓度及压力场分布,根据进口和出口端面上的平均微粒物浓度可以求解过滤通道的捕集效率,根据进口和出口端面的平均压力可以求解微元通道的背压。并研究进出口孔穴形状及孔隙率对通道背压和捕集效率的影响。结果表明,正方形孔穴比正八边形孔穴的捕集效率和背压综合性能指标更佳;随着过滤层孔隙率的增加,捕集效率和背压均有所下降。     

A Study on the Durability of Emission After-treatment System for Light-duty Diesel Vehicles

在北汽福田轻型柴油车上采用废气再循环+氧化催化器+微粒捕集器的降低柴油车排放技术路线,设计了一种燃油添加剂+起燃器+氧化催化器的微粒捕集器复合再生方案,进行了10万km耐久性试验.分析了微粒捕集器过滤效率变化规律和灰分对过滤体的影响;对比了发动机排放恶化和催化氧化剂老化对一氧化碳和碳氢化合物排放的影响;试验结果表明,催化氧化剂老化会导致排放超标,是系统应用主要难点.     

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。     

A Research on the Mechanism and Influence of Ash Deposition in DPF Regeneration

利用GT-Power软件建立柴油机微粒捕集器再生仿真模型,并进行仿真,以分析再生中形成的灰分沉积对捕集器过滤效率和再生过程的影响.结果表明,灰分沉积不但会减小过滤体有效过滤面积,增大排气背压,从而降低载体的过滤性能;还会加剧微粒的燃烧,增大载体温度梯度.在再生平衡过程中,排气背压会缓慢上升,而再生平衡点温度会随着灰分沉积量的增加而下降.     

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。