柴油机微粒捕集器技术研究进展

微粒捕集器的关键技术是过滤材料和过滤体再生技术,在对其过滤材料和再生方法进行介绍的基础上,分析和研究了它们各自的特点和主要存在的问题;指出目前微粒捕集器的研究热点是研制高性能的过滤材料和与之相适应的低成本、简单可靠的再生技术,并提出了再生技术的发展趋势应是以被动再生为主,辅以不同的主动再生技术,以弥补被动再生不能低温工作,而主动再生需要额外能源、装置复杂的不足。     

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。     

柴油机微粒捕集器再生技术

与汽油机相比,柴油机产生的有害气体H C、CO排放量相当低,一般只有汽油机的几十分之一,柴油机NOx排放量和汽油机处于同一数量级,但柴油机微粒排放约为汽油机的30～80倍.因此,微粒排放是柴油机的显著特点.研究已经证实排气微粒能引起慢性肺炎,并加重支气管炎.美国环保局(EPA)的试验证明,吸附在微粒表面的可溶性有机物(SOF)具有诱变作用,其组分的90%以上为致癌物质.绝大多数排气微粒的粒径在0.01～0.1μm之间,能长时间悬浮在大气中,很容易通过呼吸系统进入肺泡中并沉积下来,较小的微粒甚至可以进入血液中,对人体健康的威胁更大.     

柴油机微粒捕集器再生技术

(上接2002年第10期) 3被动再生 3.1添加剂再生法 添加剂再生是一种代表性的方案.在柴油中加入铈(Ce)添加剂,使得排气微粒中含有铈的化合物,由此可将微粒的起燃温度降低到300℃以下,这就可以在柴油机绝大部分工况下进行再生.     

日野载货车应用微粒捕集器技术进入排放严格的美国市场

应用DPR的发动机的排放性能大为提高,能使发动机满足日本严格的排放法规。其实际应用效果已在东京市区的交通环境下得到验证。     

燃油硫含量对国Ⅳ柴油轿车颗粒物排放特性的影响

对燃用硫含量分别为300mg/kg与43mg/kg的柴油和是否安装DPF对采用典型国Ⅳ排放控制技术的柴油轿车颗粒物排放特性的影响进行了试验研究.结果表明,未装DPF时,国Ⅳ柴油车燃用高含硫量燃油时的颗粒物质量排放较燃用低含硫量燃油时增加25.3%;安装DPF时增加22.2%.而颗粒物数量排放结果说明,燃油含硫量对安装DPF车辆的颗粒物数量浓度影响较大,燃用高含硫量燃油时的循环平均颗粒物数量浓度约为燃用低含硫量燃油时的4.8倍.研究同时表明,颗粒物排放主要在加速阶段产生,稳态工况和减速下颗粒物数量排放大幅降低.     

柴油机微粒捕集器再生技术研究

柴油机排气微粒捕集器技术是实现柴油机微粒排放控制最有效的技术。而柴油机微粒捕集器的关键技术是过滤材料和再生方法的研究,本文在介绍其过滤材料和再生方法的基础上,对比分析和研究了其特点和主要问题。对系统中各类再生系统的结构和性能进行了分析比较,阐明了其优缺点和技术可行性。     

柴油机微粒捕集器再生系统工作模式判别研究

在发动机急变工况下,喷油助燃+柴油机氧化催化转化器(DOC)微粒再生方式需对喷油助燃装置工作模式进行判断,降低能耗并增加再生系统稳定性。对一种采用滤波方式判断喷油助燃装置工作模式的方法进行台架试验和仿真,介绍了利用低通滤波进行工作模式判别的原理,分析了DOC对工作判别的影响,得到判别温度区和时间常数范围。     

柴油发动机排放微粒捕集器再生技术

当今世界,节能减排成为各国政府和全人类共同关注的焦点,柴油发动机尾气排放成为不可忽视的问题。与汽油发动机相比,虽然柴油发动机的一氧化碳、碳氢化合物排放量比较低,氮氧化合物的排放量与汽油发动机处于同一数量级,但其微粒排放量约为汽油发动机的30～80倍,是柴油发动机最主要的排放污染物。     

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。     

柴油机微粒捕集器被动再生平衡研究

建立了柴油机微粒捕集器（DPF）的三维仿真模型,并验证了模型的准确性。模拟计算了DPF连续被动再生过程中 m （NO2）/m （Soot ）比例、排气温度及450℃时 O2浓度对再生平衡的影响。结果表明：排气中m（NO2）/m（Soot）比例为5时再生达到平衡,比例越高越有利于去除微粒物;排气温度越高参与再生反应的O2越多,越有利于DPF再生达到平衡;排气温度为450℃及O2浓度为5％时达到平衡,其浓度越高则再生速率越高。     

柴油机微粒捕集器瞬态再生特性仿真

建立了基于柴油机微粒捕集器主动再生的GT-Power仿真模型,针对2 200 r/min、100%和1 400 r/min、50%两种典型工况,对捕集器瞬态再生特性进行了研究。计算结果表明：柴油机由高转速、大负荷变为低转速、小负荷的瞬态工况下,微粒捕集器再生时,载体各端温度曲线呈双峰状,载体壁面峰值温度与稳态相比大大升高;且工况变化时间越短,这种现象越明显。     

柴油机微粒捕集器燃烧器再生试验研究

研究了全流式燃烧器从涡轮增压器出口处取气的空气供给方式。研究结果表明,新的供气方式可行,且未对发动机动力性带来不利影响;燃烧室具有一次风与二次风的结构,提高了点火可靠性及火焰燃烧稳定性,满足捕集器的再生要求。对捕集器再生时机判断和温度修正进行了研究,试验结果表明,含燃油添加剂的微粒捕集器再生效率在90%以上。     

车用柴油机微粒捕集器热再生的一维数值模拟

以壁流式蜂窝陶瓷微粒捕集器(DPF)为研究对象,建立了DPF一维热再生过程的数学模型。对陶瓷孔道内微粒(PM)的燃烧过程及其温度分布进行了模拟,结果表明,再生过程进行到一半时,DPF载体的温度达到最大值。设计时必须保证在此温度下DPF的载体壁面不会发生破裂,以免影响其正常工作。     

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。     

生物柴油微粒排放特性试验研究

利用申克动态试验台和静电低压撞击器,对普通柴油机在不同工况下分别燃用柴油(D)、生物柴油(B100)和体积分数分别为20％的生物柴油和80％的柴油混合燃油(B20)时微粒排放的总量和粒径分布进行了研究.结果表明,燃用3种燃油时柴油机排放微粒的浓度均为单峰的对数正态分布,且在低转速下燃用B100时排放的微粒浓度远高于燃用D和B20时的浓度,在高转速下燃用B20时排放的细小颗粒物(粒径＜0.05μm)明显高于其他2种燃油.     

欧洲稳态测试循环工况下微粒捕集器的流场分析

结合欧洲稳态测试循环工况（ESC）,对目前广泛应用的壁流式蜂窝陶瓷微粒捕集器建立CFD仿真模型,研究其静压力分布、速度分布、碳颗粒浓度分布规律,预测其对再生反应的影响,并对比分析ESC几种工况下的流场状况及捕集效率,模拟结果显示高速工况下的微粒捕集器内流场速度和排气背压较大,并拥有较好的捕集效率。     

柴油机微粒捕集器燃油添加剂催化再生的试验研究

通过在康明斯6BT5.9发动机柴油中加入某型燃油添加剂的试验表明,添加剂能使沉积在捕集器内的微粒在300～400℃时起燃而使捕集器再生.同时分析了不同工况下,微粒累积与再生平衡温度点的变化及再生效果的优劣.对柴油机微粒捕集器再生技术的研究具有一定指导意义.     

博世最新柴油喷射系统

汽车发动机对环境污染日趋严重,降低其污染物的排放越来越受到重视。柴油机特别是直喷式柴油机因其燃油经济好、CO_2排放量低而日益得到广泛应用。但是,柴油机的NOx排放较高,尤其是具有很大潜在危害的微粒(PM)排放也很高。 欧盟计划在10年内将使用柴油发动机的车辆的NOx的排放减少90％,PM的排放减少70％。柴油发动机的商用车辆的PM和NOx排放量要求10年内降低