【作者】

张允华; 郑森; 楼狄明; 谭丕强; 胡志远; 房亮

【单位】

同济大学;

【摘要】

作为机动车四大排放污染物中颗粒物（PM）的最大来源，柴油机颗粒物一直是柴油机后处理环节中的最为首要的目标。各国不断颁布出台愈发严峻的排放法规，旨在保护人体健康和大气环境。而柴油机颗粒捕集器（DPF），作为控制柴油机PM排放最为常见且有效的技术之一，自然是关注和研究的重点对象。但在长时间的使用过程中，随着碳颗粒的不断积累，DPF的捕集性能以及排气背压均会受到影响，最终导致发动机排气受阻、燃烧条件恶化、PM捕集不充分。而DPF的再生则能够周期性清除附着的碳颗粒，恢复DPF工作状态，保障发动机动力性和经济性。因此，着重研究DPF的再生性能是发展DPF的重中之重，已经成为柴油机行业关注的焦点。 本文通过AVL-FIRE软件对于DPF进行三维模型构建，并通过台架试验得出的压降试验数据对构建完成的数据模型进行标定，改变碳载量、进气流量和进气温度等条件，探究DPF的压降特性及再生特性，主要研究内容及结论如下： （1）研究不同碳载量及进气流量下DPF压降特性。碳载量的增加与进气流量的增加，都会使得DPF总压降上升，二者并非独立，会共同作用于总压降。高进气流量下，DPF总压随碳载量增加而上升的趋势更为显著。壁面压降在DPF总压降中起主导作用，主要受进气流量的影响，而碳载量主要影响碳烟层压降的大小。相同进气流量下，随着碳载量增加，碳烟层压降逐渐升高；进气压降逐渐升高；壁面压降与排气压降则无明显变化。在有碳烟加载时，相同碳载量下，随着进气流量的增大，碳烟层压降逐渐升高；进气压降逐渐升高；排气压降逐渐升高；壁面压降逐渐升高。 （2）研究不同碳载量下DPF再生特性及碳烟分布。相同进气温度和进气流量下，DPF再生过程中，剩余碳烟百分比随初始碳载量升高而降低，再生程度随初始碳载量升高而升高，最大氧化速率也随初始碳载量升高而增大。初始碳载量越高，DPF越先从进气端开始进行再生。 （3）研究不同下DPF再生特性及碳烟分布。进气温度是DPF再生过程中的主导因素。相同碳烟加载和进气流量下，DPF再生过程中，进气温度越高，碳烟剩余量越低，DPF越先从进气端开始进行再生，再生程度越高。温度较低时，DPF再生速率几乎不变；温度较高时，DPF再生速率先上升后下降，且温度越高，达到最大再生速率所需时间越短，最大再生速率越高。 （4）研究不同进气流量下DPF再生特性及碳烟分布。相同碳烟加载、进气温度下，DPF再生过程中，剩余碳烟量随进气流量升高而降低，再生程度随进气流量升高而升高，再生速率随进气流量升高而增加。

【关键词】

柴油机颗粒捕集器;碳烟加载;压降特性;再生特性;碳烟分布

【论文集名称】

墙报交流

【会议名称】

内燃动力碳中和与排放控制学术年会（2023）

【会议时间】

2023-7-17至2023-7-20

【会议地点】

无锡

【下载次数】

5

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