柴油机颗粒捕集器再生时机的研究

提出了确定柴油机颗粒捕集器再生时机的主要原则,同时比较了不同的再生时机判断方法的特点,对过滤体的压力损失进行了数值模拟和试验研究。基于过滤体压力损失模型,根据排气流量、温度和背压计算颗粒沉积量,提出了新的再生时机判断方法。研究表明,在不考虑具体再生控制策略的前提下,堇青石过滤体的累积颗粒物的限值为4g/L,而SiC过滤体为8g/L。

预混合氢气/柴油发动机燃烧及排放特性

以ZS1100单缸柴油机作为研究对象,设计了进气管加氢的预混合氢气进气系统.通过调节进气加氢量,对进气加氢预混合氢气/柴油发动机不同工况下的燃烧及排放特性进行了试验研究.结果表明,氢气和柴油燃烧过程中的协同作用使得进气加氢预混合氢气/柴油发动机的燃烧和排放表现出一些特性.

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 。

柴油机颗粒捕集器压力损失的研究

建立了柴油机颗粒捕集器压力损失的数学模型,并进行了试验验证,通过模拟分析了过滤体的结构和运行参数对压力损失的影响规律。结果表明,过滤体的直径与长度的增大均对压力损失的降低有积极作用,较小过滤体的长径比可进一步降低压力损失,过滤体壁厚的增大会增加压力损失;目数的适当增大有利于降低挂烟过滤体的压力损失,但在过滤体壁较厚时,目数过大反而会增加压力损失;随着过滤体内颗粒物累积量的增加,压力损失以比直线稍快的趋势上升;排气流量与温度的提高都会增加压力损失,在排气流量较大时,排气温度对压力损失的影响更为明显,在颗粒物累积量较大时,随着排气流量增加,压力损失的增幅较大。

柴油机微粒捕集器逆向喷气再生试验研究

针对当前的柴油机微粒捕集器设计了一种"扫气式"逆向喷气再生装置。给出了反吹效率的定义,对再生效果进行了简要评价。以CY4102BQ柴油机为试验用发动机,利用台架试验对再生过程中的喷气压力、喷气时间和扫气时间对再生的影响进行了研究。

燃油喷雾特性对预混合压燃氢气/柴油发动机排放影响的数值模拟研究

准均质压缩点火燃烧是一种新型的燃烧系统,能够同时降低碳烟和氮氧化物的排放,并且有良好的经济性。预混合压燃氢气/柴油发动机是对准均质压缩点火燃烧方式新的探索,使用改进后的KIVA-3V程序对预混合压燃氢气/柴油发动机燃烧过程进行了深入研究,分析燃油喷雾特性对预混合压燃氢气/柴油发动机排放的影响。研究发现,索特平均粒径对预混合压燃氢气/柴油发动机的排放影响很小;适当增大燃油喷雾出口速度或者喷油提前角能够使发动机排放降低;增大喷油油量,碳烟和NO的排放会增加。通过调节燃油喷雾特性参数,可以控制预混合压燃氢气/柴油发动机的燃烧过程,减少发动机的排放。

柴油机微粒捕集器“扫气式”逆向喷气再生装置研究

对当前柴油机微粒捕集器再生技术进行了探讨,简述了柴油机逆向喷气再生技术的原理和优点,设计了一种"扫气式"逆向喷气再生装置,并进行了试验研究,对其再生效果进行了评价.

柴油机微粒捕集器技术发展现状

颗粒物是柴油机排气主要污染物之一,微粒捕集器能够将排气中的颗粒物过滤,实现90%以上的净化效率,是国际应对未来机动车排放法规的必然选择。文章通过分析近几年国际的研究成果,阐述了颗粒物的组成以及在微粒捕集器中的燃烧过程,并介绍了微粒捕集器的净化机理、材料技术和再生技术。国际研究表明:(1)颗粒物主要由固体碳、可溶性有机成分和硫酸盐三部分组成,在燃烧过程中,可溶性有机物、官能团、高度结晶碳随着温度升高依次燃烧;(2)壁流式微粒捕集器通过扩散、拦截、重力和惯性四种形式将颗粒物拦截过滤;传统的堇青石、碳化硅材料各有优缺点,可能被新型钛酸铝材料取代;过滤体通过增加入口通道体积的方式增加对颗粒物和灰分的容纳能力;(3)微粒捕集器再生技术种类繁多,被动再生技术由于对燃油硫含量由较高要求,因此主要在国外采用;国内主要应采用主动再生技术,同时使用燃油添加剂进行辅助再生。

柴油机微粒捕集器复合再生策略的试验研究

提出了一种起燃器+燃油携带催化剂+氧化催化器的微粒捕集器再生方法,介绍了该再生系统的设计;提出了查询转速-负荷-背压三维脉谱图的再生时机判断策略;建立了以温度极限与温度分布均匀性为控制目标的再生温度控制策略。台架颗粒物加载和再生试验结果表明,再生系统中的燃油携带催化剂能有效降低颗粒物着火温度,系统能准时进行再生提示,过滤体内温度分布均匀,再生效率达到95%以上。

柴油机排气微粒冷却演变特性的实验研究

对柴油机排气微粒在冷却条件下的演变特性进行了实验研究.结果表明,排气的冷却作用对微粒的质量浓度具有重要的影响.引起微粒质量浓度变化的主要原因是排气中气态碳氢的冷凝,从而增加了微粒的质量浓度.排气的冷却促使柴油机微粒增大,分布在0.01-1.0μm粒径范围内的微粒数量有所减少,特别是小于0.1μm以下的小微粒,微粒数量下降的幅度相对较大,并且冷却温度越低,变化越明显.排气冷却后,0.1-1.0μm粒径范围内的微粒体积浓度呈减少的趋势.此外,流速对排气冷却条件下的微粒演变特性亦有一定的影响,随排气流速的降低,0.01-1.0μm粒径范围内的微粒数量浓度和体积浓度减小.

汽车排气尾流中微粒分布及其变化特性的研究

根据微粒核化、凝并及凝结模型对汽车排气尾流中微粒分布的变化特性进行了分析.结果表明,微粒的核化增加了排气尾流中超细微粒的数量;微粒的凝并和凝结将改变排气尾流中的微粒分布.在核化、凝并及凝结过程同时存在时,核化对微粒分布的影响相对较小,微粒分布的变化主要受凝并和凝结的作用.在排气管出口处,微粒的核化、凝并及凝结过程比较剧烈,微粒分布变化较大;随着距排气管出口距离的增加,微粒演变逐渐减弱.研究工作可以为汽车排放控制策略的确定以及汽车微粒对人体健康影响的研究提供依据.

氢气/柴油发动机NO_x和微粒排放特性的数值模拟

在柴油引燃氢气/柴油发动机中,氢气的引入会对氢气/空气混合气氛围中的柴油雾化特性和燃烧特性产生直接的影响,进而对发动机的排放产生影响.应用改进的KIVA-3V程序,对氢气/柴油发动机的NOx和微粒排放特性进行了模拟研究,分析了氢气的引入对氢气/柴油发动机NOx和微粒排放的影响.结果表明:低负荷时,氢气替代部分柴油后,发动机的NOx和微粒排放低于原柴油机;高负荷时,氢气替代部分柴油后,发动机的NOx排放高于原柴油机,但微粒排放大幅度降低;氢气的引入对发动机NOx和微粒的生成时刻和生成速率具有重要的影响.

介质阻挡放电净化汽车尾气NOx和HC的应用研究

研制了一套高压脉冲电源和介质阻挡放电反应器，通过在常压下放电产生低温等离子体。结合模拟汽车排气试验，对放电电压、脉冲频率、含氧量以及初始浓度影响HC、NOx净化的规律进行了系统研究。研究表明，利用介质阻挡放电产生低温等离子体净化尾气，是一种具有发展前景的排气后处理技术，对汽车尾气NOx和HC的净化具有明显的净化效果。

柴油机壁流式过滤体内的流动分析及模拟计算

对柴油机壁流式过滤体内的气体流动进行了分析,建立了壁流式过滤体阻力特性的计算模型,对过滤体内的阻力特性和微粒捕集器内部的气流运动进行了模拟计算。试验和计算结果均表明,在较小流量时,壁流式过滤体的阻力与流量近似呈线性关系,在较大流量时,两者之间为二次曲线关系;微粒捕集器的扩张角越小,越有利于过滤体内流速和压力的均匀分布。

柴油机排气低温等离子体净化技术

低温等离子体技术是一项全新的柴油机排气后处理净化技术 ,它能同时对柴油机的多种排放有害物进行净化。本文介绍NTP净化排气的机理 。

氢气/柴油发动机燃油雾化特性的研究

在柴油引燃氢气/柴油发动机中,通过柴油引燃氢气/空气的预混合气,故有希望实现准均质和低温燃烧。氢气/空气混合气氛围中的柴油雾化特性将直接影响到柴油在气缸内的分布,影响内燃机的燃烧过程,从而决定发动机准均质燃烧的程度,是发动机能否实现低温燃烧的关键。利用KIVA-3V程序对柴油在氢气/空气混合气氛围中的雾化特性进行研究,研究结果表明,氢气的存在能够在一定程度上促进柴油液滴的雾化,增大柴油喷射终了时的缸内柴油蒸气质量;氢气的存在对喷雾油束的偏转和喷雾的贯穿距离具有明显的影响,能够在一定程度上降低液滴碰壁强度,从而有助于气缸内形成较均匀的柴油蒸气分布;但氢气浓度超过一定值后则会增大柴油液滴碰壁的概率。

柴油机排气微粒捕捉器燃气再生技术的研究

提出了一种新的柴油机排气微粒捕捉器的加热再生技术 ,即利用燃气与排气中的氧气燃烧清除微粒捕捉器中沉积的微粒 ;根据液化石油气的物化特性和排气中的含氧量 ,对这种方法的可行性进行了理论分析和试验验证 ;研制了一种以液化石油气为再生燃料的柴油机排气微粒捕捉器 ,并对燃气流量、过滤体内的微粒沉积量以及再生时间等影响因素进行了台架试验研究。

影响柴油机微粒捕集器背压因素的试验研究

采用搭建的气道试验台和实车试验系统研究了影响发动机排气背压的因素,同时量化了部分发动机工况下流量、背压和温度随时间的变化关系,为再生时机的判断提供了有力的数据支持。

柴油机后处理系统一维数值模拟

以准稳态流动的压力损失方程与传热方程为计算依据,将过滤体看成是一维单通道流动管道的集合,建立了DPF一维流动模型,模拟过滤体;以BJ493ZQ3发动机为试验用发动机,建立发动机模型,将DPF模型连接在发动机排气管尾端,集合为系统整体模型,模拟系统排气阻力。计算与试验结果都表明,固定转速,低负荷时,系统排气阻力与负荷近似呈线性关系,高负荷时,二者近似呈二次曲线关系。计算给出了柴油机加装壁流式碳化硅DPF在实际不同运行条件下的排气背压MAP图,用来标定控制器,同时为DPF的再生控制策略提供了依据。

采用低温等离子体技术净化柴油机排气微粒

本文对当前柴油机排气微粒后处理技术进行了分析,总结了低温等离子体技术在柴油机排气微粒后处理领域的应用情况,介绍了国内外的一些主要研究成果,并对今后的发展趋势进行了展望。