柴油机微粒捕集器的净化机理与材料技术

<正>微粒是柴油发动机的主要排放污染物,会严重威肋人类身体健康。而微粒捕集器则是目前限制其微粒排放最主要的后处理技术。其净化效率可达90%以上。文章通过总结国内外相关研究成果,阐述了微粒捕集器的净化机理和再生技术。并介绍了微粒捕集器材料技术的发展现状。     

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。     

微粒捕集器再生技术的研究动态和发展趋势

微粒捕集器技术是满足未来车用柴油机严格排放法规的重要措施,再生技术是其中的关键环节。综述了柴油机微粒捕集器再生技术的研究现状,对各种再生技术进行了分析。阐述了这些再生技术存在的问题以及相关措施,并展望了微粒捕集器再生技术的发展趋势。     

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.     

柴油机大客车排放的机外净化技术

柴油机大客车的机外净化技术的装置主要是为了减少微粒、HC、CO和NOx等有害气体,可以采用的如下具体结构来完成：微粒捕集器和再生微粒捕集器、氧化催化转化器、NOx还原催化转化器。     

柴油在用车冒黑烟技术改造的可行性初探

壁流式黑烟微粒捕集器技术通过迫使气流从一个通道流经孔壁到另一个通道的方式去掉微粒物,它对黑烟微粒的捕集效率可以达到90％。     

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。     

基于添加剂和电加热的柴油机DPF再生技术研究

提出了基于添加剂和电加热的柴油机微粒捕集器再生技术,以柴油添加剂与电加热相结合的方式,利用柴油添加剂降低微粒起燃温度,再生时补充少许空气,只需少量的电能就可以点燃微粒,通过其自身火焰的蔓延来完成整个捕集器的再生。以SOFIM8140.27柴油机为对象,对微粒捕集及再生方案进行了大量试验研究,证实了该设计方案具有捕集效率高、再生可靠和车载实用等优点,能够适应我国的燃油品质。     

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。     

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.     

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。     

An Experimental Study on the Technology of Diesel Particulate Filter Regeneration

微粒捕集器结合氧化催化器是被广泛采用的柴油机后处理技术路线.本文中设计了一套燃油雾化喷射系统,可更好地协助氧化催化器工作,将发动机的排气温度提升到微粒的起燃温度,台架验证试验结果表明,该系统能很好地实现微粒捕集器的再生.     

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。     

柴油机排气微粒捕集器燃气再生可行性研究

提出了一种新的柴油机排气微粒捕集器的再生技术 ,即利用燃气与排气中的O2 燃烧清除微粒捕集器中沉积的微粒 (PM)。根据燃气的物化特性和排气中的含O2 量 ,对这种方法的可行性进行了理论分析和试验验证 ,为解决柴油机PM排放控制提供了一条新的技术途径     

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。     

柴油机径向式微粒捕集器过滤效率和压降特性的研究

根据泡沫陶瓷过滤体过滤孔道的特征,假设泡沫陶瓷过滤体由若干圆柱状纤维捕集单元组成,建立了捕集效率和压降的数学模型.利用该模型对某径向式微粒捕集器过滤体上微粒粒径分布、过滤效率和压降特性进行了预测.结果表明,该模型模拟结果与试验数据较好吻合.     

本田公司开发的i-CTDi系列柴油机

本田汽车公司2003年首次在雅阁（Accord）轿车上搭载本公司自行开发的i—CTDi系列柴油机。为了满足市场对柴油机的需求,生产环保型汽车,本田公司开发了柴油机微粒捕集器（DPF）。目前没有装微粒捕集器的SUV柴油车尽管整车质量重、行驶阻力大,但仍然达到了欧Ⅳ标准[编者按]     

柴油机微粒捕集器劣化性能运行参数的辨析

文章在对微粒捕集器的劣化机理分析的基础上,以与性能劣化最相关的参数压降作为评价指标,运用模糊灰色关联分析方法对排气流量、排气氧浓度、微波功率、催化添加剂的质量浓度和灰烬沉积量五个运行参数对劣化性能影响进行分析,为微粒捕集器性能的进一步优化提供参考依据。     

基于模糊灰色关联的微粒捕集器劣化性能结构参数分析

在对微粒捕集器的劣化机理分析的基础上,以压降和最大壁面温度两个与性能劣化最相关的参数作为评价指标,运用模糊灰色关联分析方法对于壁面厚度、平均微孔孔径、孔隙率和孔道宽度四个结构参数对劣化性能影响进行分析,获得了相关数据支持,为微粒捕集器性能的进一步优化和改进大气环境质量提供参考依据。