过滤体结构对柴油机微粒捕集器加热再生过程影响的数值研究

针对车用柴油机微粒捕集器过滤体孔道内的加热再生模型,采用数值模拟方法,对加热再生过程中过滤体孔道内微粒燃烧与壁面温度沿轴向分布以及过滤体结构参数对再生过程的影响规律进行数值研究。结果表明:过滤体的壁面温度从过滤体前端向后端依次升高,且整个过滤体的峰值温度出现在过滤体后端;较小的过滤体壁面厚度会增加过滤体前端的再生时间,缩短后端的再生时间;较小的过滤体长度及较大的过滤体孔道宽度都可使整个过滤体的再生时间缩短。研究结果可为微粒捕集器再生过程的优化提供重要的理论指导。     

柴油机微粒捕集器加热再生过程的数值模拟

基于车用柴油机微粒捕集器过滤体孔道内的加热再生模型,采用数值模拟的方法对加热再生过程中过滤体孔道内微粒燃烧与壁面温度沿轴向的分布规律以及不同再生条件下柴油机微粒捕集器再生过程的规律进行了研究.结果表明:过滤体的壁面温度从过滤体前端向后端逐渐升高,且整个过滤体的峰值温度出现在过滤体后端;提高过滤体初始温度,适当地增大再生气流质量流量、气流含氧量以及微粒沉积量都可加快再生过程,但过大的含氧量和微粒沉积量会造成壁面峰值温度过高,过大的气流质量流量会减慢再生过程.     

DPF喷油助燃装置工作参数对再生过程的影响

以喷油助燃再生方式为例,基于柴油机微粒捕集器(DPF)过滤体孔道热再生模型,对喷油助燃再生装置在不同工作参数下即喷油压力、喷油率、补气量等单因素变化时对再生过程过滤体排气背压、孔道内微粒层厚度及壁面峰值温度等变化规律进行了研究与分析.结果表明:燃烧器的工作参数喷油压力、喷油率、补气量等对再生过程有显著影响.随着喷油压力...     

基于添加剂和喷油助燃的柴油机DPF再生技术研究

本文提出了基于喷油助燃的柴油机微粒捕集器再生技术,在柴油中加入一定的添加剂,降低了柴油机颗粒的起燃温度,在微粒捕集器前端进口布置喷油器喷油,提高废气的排气温度,从而使捕集器的微粒达到起燃温度燃烧以完成再生。以YN4100QB-1A柴油机为研究对象,对不同的柴油进行了相关的试验研究,证实了喷油助燃再生系统的可靠性,适合我国高S柴油的国情;添加剂对加快再生过程的颗粒燃烧速度,缩短再生过程所用时间有一定的作用。     

DPF缸内次后喷再生效率和排放的试验研究

文章针对柴油机微粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)的再生展开相应的研究。利用降怠速再生试验(drop-to-idle,DTI)确定载体碳载量限值,利用台架试验研究了缸内次后喷(late post injection,LPI)基于不同再生温度与再生时间对再生效率和排放性能的影响。结果表明:3.0g/L的碳载量水平满足DTI的试验要求且适宜再生试验研究,可以避免在再生突然中断后DPF内部温度迅速升高,避免载体烧融;再生时间维持在2min左右,再生时DPF出口温度维持在500℃左右时,DPF再生效率高达98%,装载碳烟几乎完全燃烧,且DPF内部温度和出口温度可控,保证了DPF安全可靠再生,同时增加了DPF使用寿命;对整个再生过程中尾气成分进行分析和计算,发现柴油机尾气中HC为主要二次污染物,且排放相对较大。     

DPF孔道内流场及微粒沉积特性的数值模拟

通过Fluent软件建立了柴油机微粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)计算模型,运用离散相模型模拟计算了孔道内部气体与微粒的流动,并针对不同壁面渗透率及滤饼层厚度进行了研究.结果表明:沿DPF长度方向,进气孔道内气流速度逐渐降低,排气孔道内气流速度逐渐增大,壁面渗流速度也逐渐增大;渗透率的增大会加剧DPF孔道内速度的变化,同时引起进气孔道内静压下降,但对排气孔道静压影响不大;微粒在DPF孔道内分布具有不均匀性,后端沉积较多而前端较少;随着滤饼层厚度的增加,微粒分布不均匀性逐渐降低,压降受DPF进气流速的影响则逐渐增大.     

含氧量对颗粒捕集器热再生过程的影响

通过GT-power软件建立柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter, DPF)的热再生模型,计算不同含氧量时再生过程的气体流速分布和碳烟密度分布,并分析含氧量和再生温度对DPF热再生效果的协同作用.结果表明:与φ(O_2)=0.11时DPF再生过程相比,当φ(O_2)=0.21时DPF入口通道内气体的流动更均匀,其壁面渗流速度更小,碳烟密度更低;在一定范围内,适当提高再生温度和氧气浓度有助于提高DPF的再生速率,但φ(O_2)0.21后,含氧量的增加对再生效果的促进作用有所减弱.     

柴油机排气微粒过滤体微波加热再生过程的优化

利用微波加热柴油机排气微粒过滤体是一种有望解决过滤体热再生易损坏难题的新颖方法。本文针对自行设计的过滤体微波加热再生系统建立了一个 2维非稳态传热传质模型。模型考虑了再生过程中微波空间加热、二次空气、微粒燃烧等众多因素 ,并得到了实验验证。利用该模型研究了空气保温层、二次空气流速及含氧量、过滤体中微粒沉积量、微波功率及微波加热时间等因素对再生效率、再生速率、再生温度及再生时间等参数的影响。所获得的优化参数被用于实用装置的控制 ,使再生过程缩短到 5～ 7min,而再生温度被控制在可接受范围内     

瞬态工况下DPF温度特性的数值分析

在柴油机颗粒捕集器(DPF)使用的过程中,工况变换造成的排气热冲击会使其内部出现较大温度梯度,导致热应力破坏.为了避免DPF使用过程中的热应力破坏,以DPF为研究对象,利用对流传热原理建立了DPF温度传递模型,研究了入口流量、载体孔目数、载体长度和颗粒物沉积量对DPF温度特性的影响.结果表明:入口流量可以极大地影响DP...     

喷油式主动再生柴油机颗粒捕集器控制装置的设计

文章基于Freescale 16位单片机S12XS64设计了一种柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)再生过程控制装置,实现了DPF再生系统相关传感器的信号采集、执行器驱动、车载诊断系统(on-board diagnostics,OBD)和上位机软件通讯等功能。该系统设计了DPF再生控制策略,将控制装置设为断电、待机、工作、再生4种工作状态,通过测量得到的排气背压、DPF压降以及发动机转速来判断DPF主动再生时机,可以在DPF需要再生时通过控制供油泵、空气泵、火花塞和阀门等单元来实现DPF的再生过程;系统使用了多MOSFET并联来保证驱动器的可靠性,优化了系统工作电流,预防了信号干扰。该控制系统结构简单、稳定可靠,在城市公交改造项目的应用中工作稳定、操作便捷、尾气的净化处理效果显著,良好地实现了对喷油式DPF主动再生过程的控制,有很强的实用价值和广阔的应用前景。     

柴油机红外再生微粒捕集系统试验研究

开发了采用壁流式蜂窝陶瓷作为过滤材料,利用红外辐射及柴油机废气进行再生的新的柴油机排放微粒后处理系统.该系统具有结构简单、可靠性高、实用性好的特点.在6110A柴油机台架上对系统的样机进行了碳烟过滤特性及再生特性的试验研究.试验结果表明:系统的碳烟过滤效率高达95%,排气背压低,再生效率超过89%,工况适应性好.后处理系统通过废气流量及再生点背压对红外再生过程进行控制的方法是有效的.     

Simultaneously catalytic removal of NO<Subscript><Emphasis Type="Italic">x</Emphasis></Subscript> and particulate matter on diesel particulate filter

Diesel engines combine a high fuel economy with high durability and low maintenance costs and are, there-fore, used on a large scale for transportation purposes.However, the environmental pollution by diesel-engine exhausts has become more and more serious in the lastdecade, and currently the regulation of diesel emissions becomes tightened especially with respect to nitrogen ox-ides (NOx) and particulate matters (PM). Since the reduc-tion of both NOx and PM to the admitted level cannot be …     

柴油机微粒过滤器红外再生技术研究

提出采用红外技术对蜂窝陶瓷进行再生的新方法,并对红外再生的机理及其选择性加热的特点进行了分析.介绍了红外再生加热器,并在6110A柴油机台架上进行了红外再生试验.试验结果表明:红外再生效率高于90%,红外再生过程中蜂窝陶瓷内部各位置最高温度相差小,最高温度在800~1000℃,过滤体的温度梯度小于10℃/cm,红外再生技术符合蜂窝陶瓷的热再生要求;红外功率及再生气流对蜂窝陶瓷的最高温度及再生时间有显著影响,红外再生的可控性好.     

过滤单元形状对其微波再生特性的影响

针对一种新型的柴油机微粒捕集器单元块旋转式的过滤体微波加热再生模型,采用数值模拟方法,对再生过程中过滤体壁面温度沿径向分布和过滤体单元的形状结构参数对微波加热再生过程的影响规律进行数值模拟研究.结果表明:过滤体壁面温度从外弧面向内弧面逐渐升高,且整个过滤体的峰值温度出现在内弧面;较小的过滤体圆心角将会缩短再生时间;较小的过滤体单元长度以及较小的过滤体单元厚度都可使再生时间缩短.     

非平衡等离子体处理柴油机有害排放

柴油机排放后处理的难点是NOx和颗粒,传统的后处理器不能有效降低柴油机的有害排放,综合考虑了柴油机排放的特点,提出了一种新的排放后处理方案,利用非平衡等离子体结合微粒捕集器综合降低柴油机的有害排放,并自行设计了等离子体发生器,理论分析和初步的试验研究表明,该后处理方案对于降低柴油机NOx排放和再生微粒捕集器是有效的,并具有较高的实用性。     

基于模型识别和电流极性的混合式双极型直流输电线路纵向保护

针对混合式双极型直流输电系统,结合模型识别和电流极性保护原理,提出一种新的输电线路纵向保护原理。分析故障网络发现:当逆变侧前端故障时,故障模型等效为电容模型(C模型),当逆变侧背面故障时,故障模型等效为阻感模型(RL模型);当整流侧前端故障时,整流侧故障电流具有正极性,当整流侧背面故障时,整流侧故障电流具有负极性。区内故障时,即逆变侧和整流侧的前端同时故障时,故障模型匹配C模型,同时故障电流具有正极性;当故障发生在区外时,即逆变侧和整流侧的前端不是同时故障时,逆变器侧的故障模型不匹配C模型,或者整流侧故障电流具有负极性。由此区分直流线路外部和内部故障。仿真结果表明,该原理可以补偿主保护,作为备用保护的改进。