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在用柴油车上颗粒物后处理装置应用研究
| 论文题名： | 在用柴油车上颗粒物后处理装置应用研究 |
| 关键词： | 颗粒捕集器;柴油车;排放因子;数目浓度;质量浓度 |
| 摘要： | 本文分别在3辆国3和1辆国4轻型柴油车上安装了WF-DPF，并在1辆国4轻型柴油车上安装了POC，研究不同后处理装置对柴油车颗粒物(特别是PM2.5)的减排效果。每辆试验车辆在北京、天津两地，完成了约2万公里里程的道路运行。车辆在前1万公里内使用含硫量为50ppm的柴油运行，后1万公里内使用含硫量为350ppm的柴油。本文提出了对颗粒物后处理装置性能的测试评价方法，即质量分析法和瞬时浓度法。车辆每完成5000km运行后，使用这两种方法对颗粒物排放因子和PM2.5的浓度进行了测试。 通过对安装后处理装置前后车辆颗粒物排放因子的分析，评价后处理装置对颗粒物质量排放的削减效果，以及柴油硫含量对后处理装置性能的影响。结果表明，车辆使用含硫量50ppm的国4柴油运行时，DPF对颗粒物排放因子的削减效率接近80％，POC对颗粒物排放因子的削减效率接近30％。而车辆使用含硫量350ppm的国3柴油时，颗粒物排放增加约50％左右，只有部分DPF会有不到20％的过滤效率。因此，为保证后处理装置具有较高的转化效率，柴油硫含量应该保证在50ppm以下。 本文对比了后处理装置前后端PM2.5瞬时数目浓度和质量浓度的差异，分析装置对排气管中细颗粒物PM2.5形态的影响。后处理装置前端，国3车辆颗粒物数目浓度数值范围约为4.0×106～7.0×106个/cm3，国4车辆颗粒物数目浓度均值约为1.08×107个/cm3；各国3车辆之间PM2.5质量浓度均值相差较大，总体上高于国4车辆，国4车辆质量浓度均值约为110mg/m3。DPF后端，颗粒物数目浓度下降了2～3个数量级，部分车辆PM2.5的质量浓度已经达到试验室环境空气中的水平，DPF对颗粒物数目和质量浓度的削减都能达到90％以上。POC对颗粒物的过滤效率最大约为50％，且对于粒径为0.5μm的颗粒物具有最大过滤效率。对装有后处理装置的低排放柴油车颗粒物进行测量时，应尽量引入对颗粒物数目的测量。 本文还将排放测试循环，按照不同的速度和加速度分为若干连续工况区间，通过对比不同区间上PM2.5浓度曲线的变化，深入的研究了车辆运行工况对颗粒物后处理装置过滤特性的影响。在中等车速和加速度时，PM2.5的数目浓度和质量浓度变化平缓。当车辆处于高速和急减速时，PM2.5浓度会突增，此时DPF未能捕获的颗粒物增多，不同车辆这种现象明显程度不一，这依DPF的工艺及其与车辆的匹配优化差异而定。工况对POC的过滤效率影响较大，当车速较低或车辆急减速、急加速时，POC对颗粒物的过滤效率最差。 |
| 作者： | 陈熊 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 侯献军;李孟良 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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