柴油機顆粒物捕集器及其再生系統(tǒng)研究.pdf

1、顆粒物(PM)是柴油機最主要的排放污染物之一，對人類身體健康危害極大。隨著排放法規(guī)日趨嚴格，柴油機必須搭載后處理系統(tǒng)才能滿足排放要求。柴油機顆粒物捕集器(DPF)是降低顆粒物排放最有效的技術(shù)。DPF對顆粒物捕集效率能達到90％以上，但隨著碳顆粒逐漸累積在DPF內(nèi)，發(fā)動機背壓逐漸升高，導(dǎo)致發(fā)動機效率下降，燃油經(jīng)濟性惡化，因此必須周期性或連續(xù)地清除碳顆粒，這稱為再生過程。文中對柴油機催化氧化器(DOC)和顆粒物捕集器耦合系統(tǒng)，采用臺架試驗和

2、數(shù)值仿真結(jié)合的方法進行了研究。
　　通過臺架試驗研究了DPF的壓降特性，并建立了基于填充床理論和達西定律的DPF捕集及壓降數(shù)學(xué)模型。DPF壓降和排氣溫度呈線性關(guān)系，和排氣流量呈二次方關(guān)系;在DPF深床捕集階段，壓降迅速上升，在餅層捕集階段，壓降緩慢上升。采用AVL-BOOST軟件建立了DPF一維仿真模型，并利用試驗數(shù)據(jù)對模型參數(shù)進行標定，模型仿真結(jié)果平均誤差小于5％。并利用準確的模型對DPF各組分壓降進行仿真研究，得到深床碳煙層對

3、總壓降的影響要大于餅層，以不到五分之一的碳載量貢獻了超過40％的壓降。
　　通過臺架試驗研究了DOC溫升特性，采用排氣管柴油噴射的方式，分別研究了不同噴油策略、DOC入口溫度及排氣流量對溫升特性的影響。得出DOC入口溫度越高，排氣流量越小，噴油量越大，DOC溫升效果就越好，但是過高的噴油量容易導(dǎo)致DPF熱損壞以及造成HC泄漏。接著在MATLAB/Simulink軟件上建立DOC一維離散數(shù)學(xué)模型，基于試驗數(shù)據(jù)，采用最小二乘法辨識模型