原文传递
车用柴油机微粒捕集器喷油助燃复合再生技术研究
| 论文题名： | 车用柴油机微粒捕集器喷油助燃复合再生技术研究 |
| 关键词： | 汽车柴油机;微粒捕集器;排气特性;燃烧器;微粒沉积量 |
| 摘要： | 随着全球排放法规的日益严格，柴油机微粒捕集器(Diesel Particulate Filter，DPF)技术已经成为控制柴油车微粒排放的重要途径。DPF技术的研究主要集中在过滤材料和过滤体再生两个关键技术上，目前过滤体的再生问题，是制约DPF技术广泛应用的技术难题。针对中国柴油机的技术现状和高硫燃油条件，对车用柴油机微粒捕集器喷油助燃复合再生技术进行了理论和试验研究。 首先，对各种喷油助燃再生技术特点和典型柴油机的排气特性进行了分析，提出了以喷油助燃主动再生为主，以燃油添加剂(Fuel Borne Catalyst，FBC)被动再生为辅的复合再生方法，同时采用双路DPF切换外部供气再生和排气辅助再生相结合的后处理系统方案。 其次，针对车载再生燃烧器的技术需求与不同燃烧器的技术特点，设计提出柴油自蒸发预混合旋流再生燃烧器，利用燃烧器燃烧过程中的自身放热蒸发柴油，通过多级旋流进气制备混合气，实现柴油的预混合燃烧。通过三维建模分析与试验研究，优化燃烧器结构的关键参数，并根据燃烧器不同的工作阶段，制定了不同的控制逻辑，减少再生能耗和再生排放，提高燃烧器出口温度场的均匀性。 再次，提出了基于过滤体压力损失模型的微粒累积量计算方法，以排气流量、排气温度和排气背压为主要参数，计算得到实际微粒沉积量，通过试验验证具有较高的准确性，从而摆脱了传统背压判断方法必须依托具体发动机机型和工况标定的限制。通过对微粒累积量对发动机工作性能以及过滤体再生性能影响的研究，提出了以过滤体的微粒累积量作为再生时机的判断方法。 最后，对喷油助燃复合再生过程控制策略进行了理论和车载道路试验研究。在对再生气流流量、温度、氧气含量等再生控制参数优化的基础上，分析再生过程中能量转换过程，对排气辅助再生控制策略进行研究，以降低再生能耗，减少再生时间，同时保证较高的再生效率。试验装置在小批量的车队上进行了实际的长期道路对比试验研究，研究了再生温度、FBC等因素对于微粒累积速度、再生时间、再生能耗、再生灰分累积和发动机微粒排放等长期影响，同时对于过滤体使用寿命的判断依据进行了试验研究。 |
| 作者： | 姜大海 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 宁智 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
