為限制柴油機(jī)顆粒物質(zhì)量及數(shù)量的排放,柴油機(jī)微粒捕集器(DPF,diesel particulate filter)已被視為不可或缺的裝置。連續(xù)再生技術(shù)(CRT,continuous regeneration technology)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、再生溫度區(qū)間寬等特點(diǎn)。氣體轉(zhuǎn)化、壓降、碳煙捕集及再生是CRT系統(tǒng)四大工作特性。本文基于數(shù)值模擬方法運(yùn)用AVL程序建立連續(xù)再生系統(tǒng)模型,建立灰分分布比例因子和新型孔道結(jié)構(gòu),對(duì)CRT工作特性進(jìn)行分析研究,并研究發(fā)動(dòng)機(jī)排氣及DPF結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)CRT工作特性的影響,為CRT理論研究及結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供參考。研究排氣及結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)DOC氣體轉(zhuǎn)化的影響。隨著排氣溫度升高,CO和C_3H_6轉(zhuǎn)化率不斷變大,NO轉(zhuǎn)化率先增大后減小。隨著排氣流量增加,CO、NO和C_3H_6轉(zhuǎn)化率變小。O_2與NO能夠促進(jìn)NO轉(zhuǎn)化�？酌芏仍诟吲艤貢r(shí)對(duì)NO轉(zhuǎn)化影響較小。研究了DPF碳煙捕集及壓降特性。碳煙在DPF內(nèi)部分布不均,在DPF軸線方向,碳煙沉積量先減小后增加;在DPF徑向方向,隨著遠(yuǎn)離中心線,碳煙沉積量逐漸減小。高碳煙、低灰分沉積量時(shí),灰分濾餅層形式分布有利于降低DPF壓降。在高碳煙、高灰分條件下,灰分以濾餅層形式沉積不利于壓降特性。研究了排氣參數(shù)對(duì)CRT壓降及再生的影響。DPF載體局部最高溫度及碳煙氧化沿著軸線方向向后端移動(dòng)。CRT再生平衡點(diǎn)溫度在250~350℃之間,碳煙再生速率與排氣溫度呈現(xiàn)非線性關(guān)系。較小的排氣流量有利于降低壓降和碳煙捕集,較大的排氣流量有利于碳煙氧化。碳煙沉積量在低排溫條件下對(duì)連續(xù)再生影響較小,在高排溫條件下影響較大。NO_2能夠促進(jìn)碳煙再生和降低壓降,在低排溫時(shí)即可實(shí)現(xiàn)有效連續(xù)再生。在較高排溫時(shí),O_2則對(duì)再生影響較大。c_m(NO_2)/c_m(PM)比值對(duì)碳煙再生影響存在臨界值。研究了孔道結(jié)構(gòu)對(duì)CRT工作特性的影響。壁厚對(duì)再生壓降影響較大。在高碳煙、高灰分條件下,非對(duì)稱孔道結(jié)構(gòu)(ACT,asymmetric cell technology)和六邊形結(jié)構(gòu)DPF有利于降低壓降,提高碳煙沉積量,從而降低再生頻率,保證發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性。ACT結(jié)構(gòu)有利于加快碳煙再生,較大的進(jìn)口孔道有利于碳煙再生,進(jìn)出口孔道直徑比應(yīng)不大于1.4。在較低及較高排溫條件下,六邊形孔道結(jié)構(gòu)再生速率均較大。六邊形孔道結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度相對(duì)較低,承受熱應(yīng)力較小,有利于延長(zhǎng)DPF壽命。根據(jù)本文研究結(jié)果,提出了運(yùn)用ACT結(jié)構(gòu)和六邊形結(jié)構(gòu)載體的優(yōu)化方案。
【學(xué)位單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TK421.5
【部分圖文】：

各化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)。O2濃度影響物生成量越大。此外，由于 NO 主氧化物生成的因素主要為溫度、O2濃術(shù)語(yǔ)定義為：柴油機(jī)排放尾氣稀釋至過(guò)濾，沉淀后的物質(zhì)即為顆粒物[16]。機(jī)顆粒物微觀形態(tài)并不是理想的球排放顆粒物形成機(jī)理主要由兩個(gè)過(guò)程，在柴油機(jī)燃燒室內(nèi)部產(chǎn)生高溫缺氧解和脫氧化學(xué)反應(yīng)，并產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)和脫氧反應(yīng)過(guò)程，并在此過(guò)程中產(chǎn)生料燃燒過(guò)程中產(chǎn)生含碳顆粒物質(zhì)，然物，最終經(jīng)過(guò)一系列的反應(yīng)后形成柴

圖 1-2 柴油機(jī)排放 PM 組成比例igure 1-2 Composition proportion of diesel engine particulate mat油機(jī)排放法規(guī)快速發(fā)展為全球經(jīng)濟(jì)提供了增長(zhǎng)動(dòng)力，然而汽車保有重的環(huán)境問(wèn)題。內(nèi)燃機(jī)排放法規(guī)的不斷升級(jí)對(duì)降低內(nèi)同時(shí)排放法規(guī)不斷升級(jí)也促進(jìn)了汽車技術(shù)的不斷發(fā)展機(jī)排放法規(guī)范圍內(nèi)廣泛認(rèn)可的內(nèi)燃機(jī)排放法規(guī)為美國(guó)、日本和歐根據(jù)本國(guó)實(shí)際道路工況和具體國(guó)情，對(duì)污染物的排放進(jìn)內(nèi)燃機(jī)排放法規(guī)的國(guó)家，經(jīng)多年的不斷發(fā)展和實(shí)踐，善的排放標(biāo)準(zhǔn)。目前，加州機(jī)動(dòng)車排放法規(guī)依舊是全 1-1 為美國(guó)加州乘用車 LEVIII 排放法規(guī)污染物排放

圖 1-3 碳化硅和堇青石 DPF 結(jié)構(gòu)Figure 1-3 Structure of SiC and cordierite DPF捕集器為多孔介質(zhì)，其內(nèi)部由一系列進(jìn)出口孔道組成，經(jīng)由多孔介質(zhì)壁面層后排出出口孔道，碳煙沉積在PF 內(nèi)部孔道結(jié)構(gòu)。圖 1-4 DPF 孔道結(jié)構(gòu)Figure 1-4 Cell structure of DPF

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2834625