采用缸内后喷和排气管喷油的DOC辅助DPF再生技术的研究

为克服传统喷油助燃再生方式存在的火焰难以形成、点火容易丢失和引起二次污染等问题,采用了缸内后喷与排气管喷油相结合的微粒捕集器(DPF)再生系统。利用台架试验研究了缸内后喷对发动机性能的影响。为满足氧化催化器(DOC)工作温度需求,在发动机排气温度250~350℃范围内的工况进行试验,得到不同工况下的最佳缸内后喷时刻、喷油量和排气管喷油量,并绘制了相应的MAP图。     

柴油车微粒捕集器再生控制系统硬件设计

控制系统在柴油车微粒捕集器再生过程中起着重要作用。采用“燃烧器＋DOC＋添加剂＋DPF”的喷油助燃催化再生技术,设计了基于TMS320F2812单片机的再生控制系统硬件电路,分析了控制系统各硬件组成部分。实践证明,控制系统能够实现DPF可靠再生。     

微粒捕集喷油助燃再生旋流式燃烧器流场特性CFD研究

微粒捕集喷油助燃再生燃烧器的火焰稳定性和分布对陶瓷过滤体在再生过程中的安全性具有重要影响,利用旋流产生稳定回流区的机理,设计一套旋流式喷油助燃再生装置,对其流体性能进行仿真计算,得到其速度、压力以及温度等参数分布。结果表明,供给新鲜空气时在油气混合室中心部位产生流速25m/s的回流,发动机高温废气受回流作用能对可燃混合气进行加热和促进混合,在突扩部位产生的旋转回流区能够持续将高温气体卷入燃烧室,对提高火焰稳定性具有重要意义。     

DOC辅助DPF再生的二次污染研究

在氧化型催化转换器(DOC)前端的排气管中喷入柴油,通过提高柴油机尾气温度、燃烧并去除柴油机微粒捕集器(DPF)中的PM,实现了DPF再生。对整个再生过程中尾气成分进行分析和计算,发现碳氢化合物(HC)为主要二次污染物,且排放相对较大。通过试验方法,分别研究喷油流量和喷油时DOC前端排气温度对再生过程中HC排放的影响,并依此提出保温处理、分阶段喷油和低速再生等三项优化措施。优化后再生过程中HC排放降低了68%,且燃油经济性提高了21%。     

柴油机排气微粒过滤体再生方法的比较

对目前世界上研究较多的几种柴油机排气微粒过滤体再生方法，包括催化再生、电加热再生、微波加热再生、喷油助燃再生等进行了具体的结构、原理、性能和优缺点的分析比较。     

柴油机氧化催化器喷油助燃特性研究

基于发动机台架开展了柴油机氧化催化转化器(DOC)喷油助燃特性试验,研究分析了尾管喷油时DOC温升及对尾气后处理系统排放特性的影响.研究结果表明:尾管喷油能够使DOC在100 s内迅速升温,温升幅度随转速的升高而降低,并且来流温度越高、转速越高,温升速度就越快.为保证柴油机颗粒捕集器(DPF)前有足够高的温度,应对排气温度、空速、喷油脉宽进行合理的控制.在柴油喷射前,总碳氢(THC)排放浓度均接近零,在柴油喷射的瞬间,THC浓度飙升,高排气温度、低空速、小喷油量有利于控制碳氢泄漏,同时柴油喷射会降低NO2产率.     

排气管喷油再生的DOC辅助DPF系统起喷温度的试验研究

通过发动机台架试验,在固定发动机排气流量的条件下,试验研究了不同柴油机氧化催化器(DOC)前温度、排气尾管燃油喷射速率、贵金属(PGM)涂层含量时,DOC的碳氢化合物(HC)转化性能;得出DOC性能的变化规律、起喷温度的标定方法、PGM涂层含量对DOC催化器的影响规律。试验结果表明:随着DOC前温度的升高,DOC的HC转化能力增强,碳氢泄漏现象减弱。可通过标定达到柴油机颗粒捕集器(DPF)目标再生温度所需的DOC前温度(起喷温度)随喷油速率的脉谱图确定尾管喷射再生系统的起喷温度。随着喷油速率的增大,起喷温度先逐渐降低,然后缓慢上升。PGM涂层含量增大,DOC的HC转化能力增强,达到DPF目标再生温度所需要的起喷温度减小。PGM涂层含量为A和Bg/L时,达到目标温度所需的最低起喷温度为240~244℃。     

基于数学模型的DPF再生控制策略仿真和优化

采用AVL Boost结合Matlab Simulink搭建包含发动机数据、DOC和DPF排放后处理系统及DPF再生控制策略的综合仿真模型,并为了使控制更加精确,基于DOC和DPF的数学模型设计了控制策略。经过台架试验验证,该综合仿真模型能较好反映DPF再生状况。基于该模型对再生开始判断条件、再生结束时机、再生中断处理等策略进行了优化。     

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。     

利用柴油机尾气后处理技术实现欧Ⅳ排放标准的试验研究

以某4缸增压直喷柴油机为样机,利用专业试验台架,在优化喷油提前角和EGR阀开度的前提下,联合利用氧化催化器(DOC)及微粒氧化催化转化器(POC)技术对柴油机尾气排放进行了试验研究,并总结了DOC和POC技术对柴油机排放的影响规律.试验结果表明,通过优化喷油提前角及EGR阀开度,并且选择正确的DOC与POC的布置形式,...     

助燃剂对公交车用柴油机性能影响的研究

以1台公交车柴油机为样机,研究了普通柴油和不同助燃剂添加比例柴油应用于柴油机时的动力性、经济性、烟度和排放特性。试验结果表明,添加助燃剂基本不影响发动机的动力性和燃油经济性,但可以改善烟度和PM的排放,燃用不同助燃剂添加比例柴油的烟度和PM排放差别不大。助燃剂的添加使NOx和HC排放略有上升,但影响较小。     

一种基于神经网络的氧化催化器出口温度控制方法

氧化催化器(DOC)出口温度控制是实现颗粒捕集器(DPF)主动再生控制的关键。本文介绍一种基于神经网络的氧化催化器出口温度控制方法,首先结合DOC系统的实际特征以及DOC传热及化学反应特性建立了一阶延迟DOC出口温度模型,然后在温度模型基础上基于神经网络建立了DOC出口温度预测模型,最后将DOC出口温度预测值作为闭环反馈输入建立反馈控制器计算HC喷射量进而控制DOC出口温度。本方法采用整车试验中连续变化工况来验证,试验结果表明DOC出口温度在DPF再生过程中控制在600±20℃范围内,满足DPF精确再生控制要求。     

共轨柴油机排气后处理系统实时仿真模型

柴油机从欧Ⅲ排放标准发展到欧Ⅳ排放标准需要增加排气后处理系统,对排气后处理系统的建模和仿真将是欧Ⅳ柴油机控制系统开发流程中的重要环节。介绍了排气后处理系统的发展状况,针对柴油机控制系统开发建立了排气后处理系统模型,包括氧化催化器和微粒过滤器两个模块,模型根据能量守恒和化学动力学原理建立。对后处理模型进行了硬件在环仿真,对微粒过滤器的再生策略进行了分析。     

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。     

Computational study on the effects of volume ratio of DOC/DPF and catalyst loading on the PM and NOx emission control for heavy-duty diesel engines

The use of a diesel particulate filter (DPF) in a diesel aftertreatment system has proven to be an effective and efficient method for removing particulate matter (PM) in order to meet more stringent emission regulations without hurting engine performance. One of the favorable PM regeneration technologies is the NO₂-assisted regeneration method due to the capability of continuous regeneration of PM under a much lower temperature than that of thermal regeneration. In the present study, the thermal behavior of the monolith during regeneration and the conversion efficiency of NO₂ from NO with an integrated exhaust system of a diesel oxidation catalyst (DOC) and DPF have been predicted by one-channel numerical simulation. The simulation results of the DOC, DPF, and integrated DOC-DPF models are compared with experimental data to verify the accuracy of the present model for the integrated DOC and DPF modeling. The effects of catalyst loading inside the DOC and the volume ratio between the DOC and DPF on the pressure drop, the conversion efficiency, and the oxidation rate of PM, have been numerically investigated. The results indicate that the case of the volume ratio of ‘DOC/DPF=1.5’ within the same diameter of both monoliths produced close to the maximum conversion efficiency and oxidation rate of PM. Under the engine operating condition of 175 kW at 2200 rpm, 100% load with a displacement of 8.1, approximately 55 g/ft³ of catalyst (Pt) loading inside the DOC with the active Pt surface of 5.3 m²/g_pt was enough to maximize the conversion efficiency and oxidation rate of PM.     

采用燃烧器+氧化催化器的柴油机微粒捕集器复合再生控制策略的研究

设计了一种车载全流式燃烧器,从增压柴油机的涡轮增压器取出新鲜空气,从回油管路取油供给燃烧;将该装置安装在排气管尾端使捕集器进行再生.在燃烧器和捕集器之间增加氧化催化器,实现了在发动机所有稳态工况下捕集器的复合再生.在排气背压的再生控制策略基础上,根据经验公式对背压值进行温度修正,将三维背压MAP简化为二维,提出"恒温定时"的复合再生控制策略,分析了控制策略在不同工况区域的运用,给出了再生过程分析实例.对既定的控制策略进行了实车试验,结果表明微粒排放达到了国Ⅳ标准.     

某商用车柴油滤清器的加热器优化开发及验证

商用车燃油供给系统中的柴油滤清器作用是为发动机提供足够的、干净的柴油。在对某商用车的柴油滤清器进行台架试验时,发现其额定功率为360 W的环形加热器加热性能尚有可优化空间,因此在原有柴油滤清器的基础上针对加热器进行了优化,结果加热性能得到很大提高。对此种方案进行试验验证,说明此优化方案在提高柴油滤清器的加热性能上有很大效果。通过加装优化后的加热器,配合使用-35号柴油,优化的滤清器方案能够保证柴油滤清器在低温环境、内部0号柴油结蜡的异常情况下,使滤清器短时间内达到正常工作状态,然后切换0号柴油,滤清器内未再结蜡。     

某国IV柴油机催化器流场分析

为分析某国IV柴油机后处理装置内部流场的气流分布,文章通过CFD软件AVL-FIRE对该柴油机的催化器进行了CFD仿真分析,计算得到了催化器载体DOC和POC前端的速度均匀性系数,该结果符合评价标准。结果表明,裁体前端的速度均匀性系数均处在一个较高的水平,能够满足气流分布均匀性要求。