催化型连续再生颗粒捕集器对生物柴油公交车排放的影响研究
道路运输车辆污染物排放控制
激励政策引导
出台更加有力的激励政策，鼓励道路运输企业采用更环保、更节 能的运输方式和装备，推动行业绿色转型。
THANKS
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宣传与教育
加大对低碳运输政策的宣传力度，提高公众对低碳排放和环保重要 性的认识。
技术研发
鼓励和支持企业和研究机构进行低碳排放技术的研发和创新，推动 相关技术的进步和应用。
区域限行与交通管制
限行措施：在污染严重的区域 或时段，实施道路运输车辆的 限行措施，减少车辆数量和尾
气排放。
交通流量管理：通过智能交通 系统和大数据分析，优化交通 流量管理，减少车辆拥堵和怠
影响范围广
道路运输车辆的污染物排放不仅影 响道路沿线的环境和居民健康，还 能通过大气传输等方式影响更广泛 的区域。
排放控制的必要性和重要性
保护环境
控制道路运输车辆的污染物排放 是保护环境、改善空气质量的有
效手段之一。
促进健康
减少污染物排放有助于降低呼吸 道疾病、心血管疾病等与空气污 染相关疾病的发病率，保护人类
速排放。
替代交通方式：推广和发展公 共交通、骑行、步行等替代交 通方式，减少对私家车的依赖 ，从而降低污染物排放。
这些管理措施与策略的实施， 将有助于有效控制道路运输车 辆的污染物排放，改善空气质 量，促进可持续发展。
04
未来展望与技术创新
新能源汽车的推广与应用
01
电动汽车的普及
随着电池技术的不断提升，电动汽车的续航里程和充电速度都在迅速提
行业自律
汽车制造商、物流企业及相关行业协会也在积极推动环保 技术的研发和应用，自觉遵守相关法规和政策，助力道路 运输车辆污染物排放控制。
柴油国六车再生原理
柴油国六车再生原理随着环保意识的增强和汽车尾气排放标准的提高，柴油国六车再生原理成为了研究和关注的焦点。
柴油国六车再生原理是指通过一系列的技术手段，将柴油车尾气中的污染物进行过滤和处理，从而减少对环境的污染。
柴油国六车再生原理主要包括颗粒物捕集器(DPF)和氧化催化剂(DOC)两个部分。
颗粒物捕集器用于捕集柴油车尾气中的颗粒物，而氧化催化剂则用于将柴油车尾气中的一氧化碳和碳氢化合物转化为二氧化碳和水。
颗粒物捕集器(DPF)是柴油国六车再生原理中的关键部件。
它通常由陶瓷纤维或金属纤维构成，具有高温抗性和耐腐蚀性。
当柴油车行驶时，尾气中的颗粒物会被颗粒物捕集器捕集，并在其中堆积。
当颗粒物堆积到一定程度时，颗粒物捕集器就需要进行再生。
颗粒物捕集器的再生过程主要有两种方式：被动再生和主动再生。
被动再生是指在一定条件下，颗粒物捕集器中积累的颗粒物会自行燃烧。
主动再生则是通过柴油车的电子控制单元(ECU)来控制再生过程。
ECU会根据柴油车的行驶状况和颗粒物捕集器的堵塞程度，判断何时进行再生操作。
主动再生的方式有多种，常见的有颗粒物的氧化再生和颗粒物的热再生。
颗粒物的氧化再生是指通过向颗粒物捕集器中喷射一定量的燃料，利用氧化催化剂将颗粒物燃烧成二氧化碳和水。
颗粒物的热再生则是通过向颗粒物捕集器中加热，使颗粒物燃烧并转化为气态物质，然后通过气流带走。
除了颗粒物捕集器的再生，柴油国六车再生原理中还包括氧化催化剂的工作原理。
氧化催化剂是一种能够在较低温度下将一氧化碳和碳氢化合物氧化为二氧化碳和水的催化剂。
当柴油车的尾气经过氧化催化剂时，一氧化碳和碳氢化合物会与催化剂表面上的氧气发生反应，生成二氧化碳和水。
柴油国六车再生原理的实施对于改善柴油车的环保性能起到了积极的作用。
通过颗粒物捕集器和氧化催化剂的配合使用，可以有效地减少柴油车尾气中的颗粒物、一氧化碳和碳氢化合物的排放，达到国六排放标准要求。
总结起来，柴油国六车再生原理通过颗粒物捕集器和氧化催化剂的配合使用，对柴油车尾气中的污染物进行捕集和处理，从而减少对环境的污染。
柴油车尾气净化再生催化剂的研究与制备
a nd Geochem ica l Explora tion Institu te, Shandong J ina n 250013 China )
排放是汽油车的几十倍 [2 ] ,这些颗粒物悬浮于大气人 们的呼吸层高度内 ,能深入至肺泡 ,且不易排出体外 , 对人体呼 吸系统危害很大 ,可以引起 慢性肺病 ; 微粒 还能吸附多种 有机 化合物 , 这些 有机 物具 有诱 变作 用 ,其组分的 90%以上为致癌物质 ,即柴油车尾气中 的 PM 是柴油机尾气控制的重点 。
中图分类号 : X734. 2
文献标识码 : A
Resea r ch an d p r epara t ion on d iesel exha u st p ur ify in g r egen er a ted ca ta ly st
ZHANG Le–
1
jin
,
LV
X ia o
-
2
zhou
(1. J inan U nive rsity, Sha ndong J ina n 250022 China; 2. Shandong Geophysica l
针对柴油车尾气的排放状况和其主要污染物的形成机理系统地介绍了用于处理柴油车尾气主要颗粒物pm的纳米颗粒催化剂的发展和研究概况以及其中比较热门的铁纳米颗粒催化剂的实验室制备通过对铁纳米颗粒的初步制备成功为进一步尝试合成单分散纳米颗粒奠定了初步基础
柴油车尾气净化再生催化剂的研究与制备
张乐进 1 ,吕晓舟 2 ( 1. 济南大学 ,山东 济南 250022; 2. 山东省物化探勘查院 ,山东 济南 250013)
燃油添加剂也称为燃油可溶性催化剂 (燃油再生 催化剂 FBC) ,最常用的燃油催化剂中含有 : 铁 、铈 、铜 和铂 。燃烧后生成的金属氧化物对 PM 起催化作用 , 降低其着火温度 ,从而达到在正常排气温度过滤体的 自行再生。
汽车方面的毕业论文范文
汽车方面的毕业论文题目：汽车尾气排放控制技术的发展与创新摘要随着汽车工业的蓬勃发展，汽车尾气排放对环境和人类健康的威胁日益凸显。
为应对这一挑战，汽车尾气排放控制技术的研究与创新显得尤为重要。
本研究综述了汽车尾气排放控制技术的现状与发展，特别关注了创新技术的探索与实践。
研究表明，传统的排放控制技术如三元催化转化器等在降低有害物质排放方面发挥了重要作用，但随着环保法规的严格化，其局限性也日益凸显。
为此，新型排放控制技术如颗粒物捕集器（DPF）和选择性催化还原技术（SCR）等被开发并应用于实际生产中，显著提高了排放控制效果。
基于此，本研究还深入探讨了创新排放控制技术的问世、实际运用与验证，以及其所具备的技术优势和面临的挑战。
这项创新技术依托先进的材料科学和催化化学原理，通过改良催化剂配方和结构设计，并辅以智能控制系统，实现对尾气排放的精确管控。
实验结果表明，该技术能大幅减少汽车尾气中有害物质的排放量，提升排放控制效果，具备颇高的催化转化效率和稳定性。
汽车尾气排放控制技术将朝着更高效、更环保、更智能化的方向发展。
政策法规的严格化和市场需求的变化将推动排放控制技术的不断创新和升级。
同时，新能源汽车的快速发展也将对排放控制技术产生重要影响，为排放控制技术的发展带来新的机遇和挑战。
本研究不仅为汽车尾气排放控制技术的研发和应用提供了参考和借鉴，也为未来排放控制技术的发展方向提供了有益的思考。
关键词：汽车尾气排放；排放控制技术；创新技术；发展趋势；环保法规目录摘要 (1)第一章引言 (3)1.1 汽车尾气排放的危害 (3)1.2 排放控制技术的重要性 (4)1.3 研究背景和目的 (5)第二章汽车尾气排放控制技术发展现状 (7)2.1 传统排放控制技术 (7)2.2 新型排放控制技术 (8)2.3 国内外技术对比 (9)第三章创新排放控制技术的探索与实践 (10)3.1 创新技术的提出 (10)3.2 实践应用与验证 (10)3.3 技术优势与挑战 (11)第四章排放控制技术的未来发展趋势 (13)4.1 技术发展动态 (13)4.2 政策法规影响 (13)4.3 市场需求与趋势 (14)第五章结论 (16)5.1 研究成果总结 (16)5.2 对未来研究的建议 (17)第一章引言1.1 汽车尾气排放的危害随着全球汽车工业的飞速发展，汽车尾气排放已逐渐成为环境污染的主要来源。
柴油机尾气处理装置_DPF_的试验研究
文献标识码: A
An experim ental study of improving the diesel particulate filter
ZHANG Yong1, ZHANG Chun- ling2, L IU L u-ning3, et al.
( 1. Schoo l o fM echan ica l and E lectr ica l Eng ineering, Shandong Jianzhu U niversity, Jinan 250101, Ch ina; 2. Jinan Eng ineer ing V oca tiona l T echnical Co llege, Jinan 250200, China; 3. School o fM echan ica l Eng ineer ing, Jinan U n iversity, Jinan 250022, Ch ina )
张勇 1, 张春玲 2, 刘鲁宁 3, 许伯彦 1, 齐运亮 1
( 1. 山东建筑大学 机电工程学院 , 山东 济南 250101; 2. 济南工程职业技术学院, 山东 济南 250200; 3. 济南大 学 机械工程学院, 山东 济南 250022)
摘要: 我国目前使用的柴油含硫量高, 易造成贵金属 催化剂 失效。针对 这一问 题, 设 计开发 了两种 适用于 高含
收稿日期: 2008- 11 - 10 基金项目: 山东省科技攻关计划项目 ( 2007GG B01123) 作者简介: 张勇 ( 1982 - ), 男, 山东威海人, 山东建筑大学机电工程学院在读硕士, 主要从事柴油机尾气净化研究.
第 1期
张勇等: 柴油机尾气处理装置 ( DPF )的试验研究
强制再生式 DPF 的碳烟颗粒过滤材质是一种 专门的碳化硅纤维无纺布, 并在滤芯内部装置加热 丝。加热时接汽车蓄电池和发动机同时对电热丝提 供电源。当排气背压达到限定值时, 通过控制单元 控制自动进行再生, 利用加热时产生的热量使捕集 的碳烟进行燃烧从而保持连续的捕集工作。
柴油车环保治理措施内容
柴油车环保治理措施内容柴油车雾霾问题一直是一个极为突出的环保问题。
为了解决这个问题，近年来各国采取了多种治理措施。
本文将主要介绍柴油车环保治理措施的相关内容。
发动机技术革新发动机技术是解决柴油车环保问题的一个重要途径。
最近几年，发动机技术得到了极大的提升，不少企业纷纷将目光投向了柴油车的技术更新方向。
其中，采用高压共轨系统、缸内直喷、电控调节技术可以有效地减少柴油车的排放量。
此外，对发动机的燃烧过程进行优化，也可以大幅降低柴油车的排放量。
燃料改良柴油车的排放物主要是氮氧化物、颗粒物和碳氢化合物等。
现有的方法中，对燃料的改良可以减少柴油车的排放量，是一种行之有效的方法。
在柴油燃料中加入一些添加剂，可以有效减少颗粒物的排放。
此外，采用更清洁的燃料，如天然气、生物柴油等，也有望对柴油车污染问题产生改善作用。
车辆后处理技术车辆后处理技术是在废气排放管道上安装提高净化效率的装置。
其中，颗粒物捕集型排放控制技术可以减少柴油车颗粒物排放。
通过反向喷射法、热计雾化技术和烟尘捕集过滤法等，可降低车辆废气中的颗粒物浓度。
而氮氧化物催化器技术则是通过催化反应将氮氧化物转化为无害物质。
限制柴油车行驶范围限制柴油车的行驶范围也被很多国家认为是一种行之有效的治理方法。
例如，法国和德国等国家已经禁止一些老旧型号的柴油车在城市中心行驶，只允许符合排放要求的柴油车行驶。
这种方式或者增加柴油车购买限制条件，或者通过行驶限制来降低柴油车污染的影响。
建立监管机制柴油车的排放问题需要加强监管机制。
政府有关部门应当建立完善的柴油车监管体系，对柴油车的生产、销售和使用进行严格监管，发现未经授权使用的柴油车，及时制止并处罚。
同时，加强柴油车排放的检测和监管标准，提高违法柴油车使用的成本和风险。
总结以上是对柴油车环保治理措施内容的介绍。
可以发现，为了解决柴油车排放问题，各国采取了多种方法。
通过发动机技术革新、燃料改良、车辆后处理技术等途径，以及限制柴油车行驶范围、建立监管机制，可有效改善柴油车排放问题。
柴油机用颗粒氧化型催化器
柴油机用颗粒氧化型催化器（POC）一、摘要与汽油车不同的是，只有少数新型柴油车采用了排气后处理技术。
车用柴油机生产企业一直是通过改进发动机及其控制系统来满足尾气排放标准的。
世界通行的新排放标准迫使车用柴油机生产企业采用排气后处理技术。
柴油车排气后处理系统比汽油车的复杂很多。
最难的部分是在低温稀燃环境下同时减少微粒和氮氧化物的排放。
采用柴油机稀燃除氮氧化物催化器和柴油机微粒滤清器在内的排气后处理技术可以达到最佳效果。
这种技术虽然现在已经存在，但很昂贵。
大多数情况下，使用先进的柴油氧化型催化器可以达到即将实行的欧4标准。
本章介绍了一种新型的颗粒氧化型催化器POC，其新增的特点是颗粒燃烧。
该颗粒氧化型催化器由一个新型的低温涂层和一种称作ECOCAT的金属载体构成。
它可以减少60%的颗粒物, 同时，对HC和CO转化率达80%-90%。
已经在几个轻型和重型发动机和由该类型发动机驱动的车辆上（达到欧洲0号到4标准的发动机）进行了测试。
该方案的最大优点是价格相对便宜，不必维护。
但要求柴油中硫含量低。
二、导言在把化学能转化为机械能方面，柴油机的热效率显然要高于其他内燃机。
柴油的高热效率以及良好的机械耐久性能保证了在为新型车选择一种先进的动力设备时，柴油机应当是首选。
柴油机在欧洲的市场份额很快就翻了一番。
在德国，五年内所占比例从近年来，柴油发动机长足发展。
西方国家逐渐淘汰了冒着黑烟的卡车，而柴油发动机越来越广泛地应用于新型环保型旅行车。
可见黑烟的问题解决了，但小颗粒物成为了关注的焦点。
当研究出新的测量技术来分析这些微粒并逐渐加深它们对人类影响的了解以后，颗粒污染物就成为在车辆高度集中的城市里最大的污染源。
柴油发动机的正常排气情况是：稀燃，排气温度低。
柴油机排气情况和汽油机排气情况有很大的区别，同样，排气后处理系统不一定同时适用于汽油机和柴油机。
总的来说，对于先进的柴油机，其原始排放中HC 和CO 的含量很少，主要污染物是氮氧化物和颗粒污染物。
汽车尾气排放的控制的研究
摘要汽车是能源消耗和污染物排放的主要来源。
随着我国汽车保有量的急剧增加，尾气排放问题日益严重。
当前我国汽车尾气排放水平仅相当于发达国家20 世纪70 年代中后期水平，汽车产生的大量尾气排放污染物集中在城市道路中排放。
同时由于我国城市道路交通路网及配套设施的相对落后，不但使交通拥堵问题日趋突出，而且使由于汽车排放而导致的环境污染也日益严重。
因此对城市汽车排放污染综合控制的研究已成为当前一项非常紧迫的工作。
论文介绍我国汽车尾气排放问题的现状，对比分析了国内与国外汽车尾气排放标准，介绍了汽车尾气排放物CO、H C、NO x、微粒(P M)及炭烟的生成机理，论述了汽车尾气污染物危害；以汽(柴)油机及城市运行的汽车为研究对象，用理论分析的方法对汽车排放污染物的影响因素进行研究，主要影响因素内容包括汽油品质，发动机负荷、发动机转速、外环境对尾气排放物。
最后提出汽车尾气治理的对策，包括机内控制技术、机外控制技术、外环境控制技术。
论文的研究对我国城市交通汽车排污综合控制研究进行了有益探索，希望能对促进我国城市大气环境污染的改善，确保城市交通的协调发展具有一定的理论和现实意义。
关键词：城市交通；汽车排放；控制技术A b st r a c tC a r s are a ma j or sour c e of e n e r g y c onsumpti on and pol l uta nt em i ssions. W ith t h e dramatic increase in car o w nership in China's i nc r ea s i n g l y serious problem, e x h a u st emissions. The current level of emissions of automobile tail gas in China is o n l y e quivalent to the le vel of de ve lop e d c o u n t ri es i n the lat e nineteen sev ent ie s, l a r g e e x haust pollutant emissions from motor vehicles emissions in the city road. A t t h e same time, because of our country city road t r a ff i c n e t w ork and infrastructure i s r e l a t i v e l y b a c k w a r d, not o n l y m ak e s t he traff i c c ong e s t ion p r obl e m has becom e m o r e prominent, and the environmental pollution caused by automobile e x haust has b e c o m e more and more serious. T h e r e f o r e,study on the i ntegrated control of v e h i cle e m i ss i o n po llut i on in c i ty ha s b e co m e an e x t remely u r ge nt w o rk.The paper introduces the status quo of China's automobile e x haust e m i ss i o n s problem, comparison and a n a l y sis of the domestic and f o r e i gn automobile e x h a ust e mi s sion standa r ds, int ro duced the aut om o bile e x haust em i s s i o ns of CO, HC, NO x , particle (P M ) and the mechanism of formation of carbon smoke, this paper d i s c u ss e s the harm of automobile e x haust pollutants; steam (Chai) cars run oil machine and t h e c ity as t he re searc h object, t o stud y the fact ors of aut om obil e e m iss i on by the m e t h o d of theoretical a n a l y sis, the main factors include the quality of gasoline, the engine l o a d, engine speed, e x ternal environment on the e x haust emissions. F i n a ll y put f o r w ard t h e c oun t ermea s u re o f v e h i c l e e x h a ust g ov ernance, includi ng m a c hine control t e c hn o l o g y, the machine control t e chn o l o g y, environmental control t e chn o l o g y. This paper h a s c a rri ed on the beneficial e x ploration to the city traffic of our country a ut o m ob il e emission research of integrated control, hoping to promote C h i n a's air pollution in c i ty improvement, ensure that has a certain theoretical and practical significance o f harmonious development of city t r a ff i cK e y w o r d s: city traffic; vehicle emission; control t e chn o l o g y目录第1 章绪论 (1)1.1 我国汽车尾气排放的现状 (1)1.1.1 机动车保有量状况 (1)1.1.2 机动车污染物排放的特征 (2)1.1.3 研究主要意义 (2)1.2 国内外汽车排放标准对比分析 (3)1.2.1 国外汽车尾气排放标准 (3)1.2.2 我国汽车尾气排放标准 (5)1.3 研究的主要内容 (6)第2 章汽车尾气排放物的生成机理及危害 (8)2.1 汽车尾气排放物的生成机理 (8)2.1.1 CO 的生成机理 (9)2.1.2 HC 的生成机理 (10)2.1.3 NOx 的生成机理 (10)2.1.4 微粒(P M)及炭烟的生成机理 (11)2.2 污染物的危害 (11)2.2.1 一氧化碳(CO) (12)2.2.2 碳氢化合物(HC) (12)2.2.3 氮氧化合物（NO x） (12)2.2.4 固体悬浮颗粒 (12)第3 章汽车尾气排放的影响因素分析 (14)3.1 汽油对排放的影响 (14)3.1.1 辛烷值的影响 (14)3.1.2 硫含量的影响 (14)3.1.3 添加剂的影响 (14)3.2 发动机负荷对尾气的影响 (15)3.2.1 发动机负荷对一氧化碳CO 的影响 (15)3.2.2 发动机负荷对碳氢化合物 HC 的影响 (15)3.2.3 发动机负荷对 NOx 的影响 (15)3.3 发动机转速对尾气的影响 (15)3.3.1 发动机转速对CO 的影响 (15)3.3.2 发动机转速对HC 的影响 (16)3.3.3 发动机转速对 NOx 的影响 (16)3.4 外环境因素的影响 (16)3.4.1 城市道路条件的影响 (16)3.4.2 交通设施两侧工程布局的影响 (17)3.4.3 不同交通时段的影响 (17)第4 章汽车尾气排放控制技术 (20)4.1 机内控制技术 (20)4.1.1 推迟点火(喷油)时间 (20)4.1.2 废气再循环 (21)4.1.3 燃烧系统的优化设计 (24)4.1.4 提高点火能量和电控汽油喷射技术 (24)4.1.5 增压及增压中冷 (25)4.1.6 改善喷油特性 (25)4.2 机外控制技术 (26)4.2.1 催化净化技术 (27)4.2.2 机外等离子体法净化汽车尾气 (31)4.2.3 颗粒捕集器及再生系统 (31)4.2.4 非尾气污染物控制技术 (32)4.3 外环境控制技术 (32)4.3.1 城市交通规划管理 (32)4.3.2 城市交通控制管理 (33)4.3.3 城市交通环境工程 (34)4.3.4 汽车燃油的改用 (34)第5 章总结 (37)参考文献 (38)致谢 (39)附录 (40)第1章绪论1. 1 我国汽车尾气排放的现状在我国，汽车排放污染大的原因除人口密度大，汽车数量剧增外，最重要的是长时期的高度保护政策导致的我国汽车生产技术和环保标准落后、汽车性能差、使用年限过长、车用燃油品质差等问题，资料显示，我国的汽车尾气排放标准比大多数发达国家落后近10 年，并且执行情况参差不齐。
汽车发动机排放控制技术研究与优化
汽车发动机排放控制技术研究与优化随着全球汽车保有量的不断增加，汽车尾气排放对环境造成的影响越来越显著。
为了减少汽车排放对空气质量和人类健康的危害，汽车发动机排放控制技术研究与优化变得至关重要。
本文将探讨目前广泛应用的汽车发动机排放控制技术，并讨论未来发展方向。
一、尾气排放控制技术概述尾气排放控制技术是指针对汽车发动机产生的废气进行处理，以减少有害气体的排放。
目前，主要的尾气控制技术包括三元催化器、颗粒捕集器、氮氧化物（NOx）催化还原剂和燃烧优化等。
1. 三元催化器：三元催化器是一种常用的尾气控制装置，用于减少一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）和非甲烷总烃（NMHC）的排放。
它通过利用负载的贵金属催化剂，将有害气体转化为较为无害的物质，例如将一氧化碳转化为二氧化碳（CO2）、将氮氧化物转化为氮气（N2）等。
2. 颗粒捕集器：颗粒捕集器是用于捕集柴油车尾气中的颗粒物，以减少颗粒物对空气和健康的危害。
它通过滤除颗粒物，在发动机部分负荷工况下进行颗粒物的再生，从而保持储存能力。
3. NOx催化还原剂：NOx催化还原剂主要用于减少柴油车尾气中的氮氧化物排放。
它通过将氨（NH3）或尿素（NH2CONH2）添加到尾气中，与NOx反应生成氮气和水蒸气。
4. 燃烧优化：燃烧优化是通过调整燃烧过程中的燃油喷射、进气气流、点火时机等参数，以降低尾气排放量。
燃烧优化可以提高燃烧效率，减少不完全燃烧产生的有害气体。
二、优化汽车发动机排放控制技术的研究方向尽管目前的汽车发动机排放控制技术已经取得了显著的成果，但在面对日益严格的排放标准和环境保护要求时，还存在改进的空间。
以下是优化汽车发动机排放控制技术的研究方向。
1. 先进催化剂研究：发展更高效和更持久的催化剂对于汽车的尾气控制至关重要。
研究人员可以探索新型材料和催化剂结构，以提高催化剂的活性和稳定性，从而降低有害气体的排放。
2. 引入新技术：随着科技的进步，新技术的引入可以进一步优化汽车发动机的排放性能。
国六重型柴油车DPF再生排放特性研究
国六重型柴油车 DPF再生排放特性研究摘要：虽然我国社会生产力水平正在不断提升，但是在生产经营的过程中，对生态环境造成了一定的损害，同时，当前人们的生活水平也在逐渐提升，对于生态环境的要求也越来越高。
因此近几年我国已经给加强环境质量管理，对于柴油硫含量的标准也降至10PPM以内，而且随着科技的不断发展，柴油机产品也在不断地升级和进步，其净化系统也得到了改善和优化，到国六阶段，重型柴油机内安装DPF装置，有效地处理颗粒排放物。
本文基于此对国六重型柴油车DPF再生排放特性进行探究分析。
关键词：国六；重型柴油车；DPF再生排放；特性引言：在国六阶段的影响下，当前重型柴油机车的排放尾气已经不是传统的“黑烟”，这主要是由于在柴油发动机上安装了颗粒捕集器DPF，DPF的主要功能是将炭烟颗粒PF经过过滤处理。
如果DPF捕捉的颗粒物过多时，会导致排气不通畅的情况，进而影响柴油机的正常工作，但是捕捉的颗粒大部分是可燃烧碳颗粒，因此工作人员可以定期进行焚烧，促使DPF工作，这也就是DPF再生。
一、国六重型柴油车DPF再生排放概述（一）重型柴油车DPF的应用柴油机应用的主要优点为动力性更强、经济价值更高以及可靠性更优质，因此也被广泛应用，但是在应用的过程中存在一个较为突出的缺点，那就是其造成了大气污染，也是当前影响最大的一种，经过调查研究显示，柴油机的颗粒物的排放量占汽（PM）排放与汽油机相比，是其30-80倍，而且柴油机排放的NOX车总排放量的80%，PM的排放量占比更高，已超过90%，而随着我国环境保护的不断深入，对此也制定了相应的排放标准和规定。
受到国六阶段的影响，为了有效地控制颗粒物得到排放，现在大部分的重型柴油机都已经安装使用壁流式柴油机颗粒捕集器，即Diesel Particulate Filter，简称DPF，这也是当前科学技术阶段唯一可以满足国家规定排放标准的装备，DPF工作原理如图1所示。
DPF装置一般其组成结构多为壁流式，交叉堵孔结构，其主要是采用高过滤的方法使排气中的颗粒物减少，而且当DPF中碳含量增加时，其DPF过滤效果更高。
柴油机颗粒物的形成、危害及其控制方法
柴油机颗粒物的形成、危害及其控制方法李晓丽;戴培赟;张吉亮;殷铭良;王东娟【摘要】柴油发动机广泛应用于柴油车和各种非道路工程机械中,由于在使用过程中会产生大量颗粒物和CO、HC、NOx等有害气体,因此需要有效地对其加以控制.文章介绍了颗粒物的产生过程及其对人体的危害,综述了通过使用生物柴油、含氧燃料添加剂及其他改性燃料改善燃油品质和通过调整喷油正时、喷油压力等喷油参数降低颗粒物排放的燃烧控制技术研究进展,重点对使用柴油颗粒过滤器的颗粒物常规控制技术及其再生方式和类型进行了比较,并讨论了今后的发展方向.【期刊名称】《机电设备》【年(卷),期】2018(035)004【总页数】10页(P6-15)【关键词】颗粒物;生物柴油;柴油颗粒过滤器;主动再生;被动再生【作者】李晓丽;戴培赟;张吉亮;殷铭良;王东娟【作者单位】潍坊工商职业学院工程材料研究所,山东潍坊 262234;潍坊市经济学校,山东潍坊 262234;潍坊工商职业学院工程材料研究所,山东潍坊 262234;潍坊市经济学校,山东潍坊 262234;潍坊工商职业学院工程材料研究所,山东潍坊 262234;潍坊工商职业学院工程材料研究所,山东潍坊 262234;潍坊工商职业学院工程材料研究所,山东潍坊 262234【正文语种】中文【中图分类】U262.110 引言柴油发动机热效率高，广泛用于交通运输及各种工业和商业领域，但在使用过程中产生大量的颗粒物及 NOx等有害气体，近年来柴油机颗粒物的排放控制技术成为各国政府和科研人员的关注热点，目前用于颗粒物及NOx排放控制的技术主要有燃烧前控制技术、燃烧中控制技术和燃烧后控制技术[1-2]。
燃烧前控制技术和燃烧中控制技术属于机内净化技术，前者主要是通过改善燃油品质，如使用含氧燃料和其他改性燃料实现对颗粒物排放的控制，后者主要是通过调整喷油正时、喷油压力和喷油方式等喷油参数实现对颗粒物排放的控制；燃烧后控制技术也称机外净化技术，主要是通过使用柴油机颗粒过滤器（DPF）和柴油机氧化催化器（DOC）等附加装置或设备对燃烧产物进行过滤和催化处理的颗粒物排放控制技术。
柴油机排放控制及后处理技术综述
柴油机排放控制及后处理技术综述摘要：柴油机作为一种高效、耐久的内燃机，已广泛应用于各种车辆和工业设备。
然而，柴油机排放对环境和人类健康产生了负面影响，因此控制和后处理柴油机排放已成为研究和开发的焦点。
本文综述了柴油机排放控制和后处理技术的发展现状和趋势，涉及了选用低排放燃料、优化燃烧过程、采用催化转化器和选择适当的颗粒物收集器等相关技术。
本文的研究对于推进柴油机排放控制和后处理技术的发展具有重要意义。
关键词：柴油机，排放控制，后处理技术，催化转化器，颗粒物收集器正文：1. 研究背景及意义柴油机是一种高效、可靠的内燃机，广泛应用于汽车、船舶、发电机和工业设备等领域。
与汽油发动机相比，柴油机具有更高的热效率和更长的寿命。
但是，柴油机的排放却对环境和人类健康产生了负面影响，主要包括氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）、碳氢化合物（HC）和一氧化碳（CO）等。
这些有害物质对大气、水体、土壤等环境产生危害，同时也会对人体呼吸系统、神经系统和心血管系统等造成影响，因此控制和后处理柴油机排放已成为研究和开发的重要方向。
2. 排放控制技术2.1 优化燃烧过程为了减少柴油机排放，可以通过优化燃烧过程来降低排放。
其中，最重要的是减少NOx的生成。
NOx的生成主要是由于氮气与氧气在高温下反应而产生。
减少NOx的方法主要包括：控制燃烧温度、增加燃烧室的湍流强度、采用外部EGR等。
2.2 选择低排放燃料选择低排放燃料也是减少柴油机排放的重要手段。
低硫燃料、生物柴油、混合燃料等都可以降低排放物的生成，特别是低硫燃料可以显著减少排放物的生成。
3. 后处理技术3.1 催化转化器催化转化器是一种将有毒气体转化为无害气体的设备，主要应用于减少NOx和CO的排放。
当废气穿过催化转化器时，催化剂将有害气体转化为水和二氧化碳，从而减少气体的污染。
3.2 颗粒物收集器颗粒物收集器是一种将颗粒物捕集并减少其排放的设备。
该设备可以过滤掉柴油机排放的颗粒物，从而降低颗粒物对环境和人体健康的影响。
柴油机微粒捕集器及其再生技术研究
dpf柴油车面临的主要技术问题及解决方案研究
收稿日期：２０１９－０５－２１作者简介：伍赛特（１９９０ ），男，硕士，助理工程师，主要研究方向为内燃机与动力装置㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｗｕｓａｉｔｅ＠１２６ ｃｏｍ㊂ＤＯＩ：１０ １９４６６／ｊ ｃｎｋｉ １６７４－１９８６ ２０１９ １１ ０２２ＤＰＦ柴油车面临的主要技术问题及解决方案研究伍赛特（上海汽车集团股份有限公司，上海２００４３８）摘要：重点阐述了配装有颗粒捕集器（ＤＰＦ）的柴油车面临的相关技术问题，并针对问题给出了相应的解决方案，为相关科学研究及工程实践提供了参考㊂即便存在一系列技术问题，但ＤＰＦ依然是当前用于柴油车的有效减少ＰＭ排放的后处理装置㊂因此需依据车型特点进行相应的ＤＰＦ参数匹配，以解决相应的问题㊂随着相关技术的不断完善及优化，ＤＰＦ必将会在柴油车领域得以广泛应用㊂关键词：柴油车；颗粒捕集器；颗粒排放物；燃烧；再生中图分类号：Ｕ４６㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀文章编号：１６７４－１９８６（２０１９）１１－０９１－０３ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＭａｉｎＴｅｃｈｎｉｃａｌＰｒｏｂｌｅｍｓａｎｄＳｏｌｕｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＤＰＦＤｉｅｓｅｌＶｅｈｉｃｌｅＷＵＳａｉｔｅ（ＳＡＩＣＭｏｔｏｒ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００４３８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｌａｔｅｄｔｅｃｈｎｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍｓｆａｃｅｄｂｙｄｉｅｓｅｌｖｅｈｉｃｌｅｓｅｑｕｉｐｐｅｄｗｉｔｈｄｉｅｓｅｌｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｆｉｌｔｅｒ（ＤＰＦ）ｗｅｒｅｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｗａｓｇｉｖｅｎｔｏｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｒｅｌｅｖａｎｔｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅ．Ｅｖｅｎｉｆｔｈｅｒｅａｒｅａｓｅｒｉｅｓｏｆｔｅｃｈｎｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｉｔｉｓｕｎｄｅｎｉａｂｌｅｔｈａｔＤＰＦｉｓｓｔｉｌｌｔｈｅｐｏｓｔ⁃ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｄｅｖｉｃｅｕｓｅｄｂｙｄｉｅｓｅｌｖｅｈｉｃｌｅｓｔｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｄｕｃｅＰＭｅｍｉｓｓｉｏｎｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｍａｔｃｈｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇＤＰＦｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅ．Ｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｒｅｌａｔｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ＤＰＦｍｕｓｔｂｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｄｉｅｓｅｌｖｅｈｉｃｌｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｄｉｅｓｅｌｖｅｈｉｃｌｅ；Ｄｉｅｓｅｌｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｆｉｌｔｅｒ；Ｐａｒｔｉｃｌｅｅｍｉｓｓｉｏｎ；Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ；Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ０㊀引言颗粒捕集器（ＤＰＦ）是柴油车上配置的用于消除颗粒（ＰＭ）的后处理装置㊂柴油车排气系统安装ＤＰＦ之后，排气背压将会随之升高㊂如果在ＤＰＦ工作过程中，无法及时清除过滤的ＰＭ，则随着ＤＰＦ上ＰＭ沉积量的增加，排气背压将会迅速增大，严重影响柴油机的动力性㊁经济性和排放性能［１－２］㊂目前常用的有效消除ＤＰＦ上沉积ＰＭ的方法是氧化燃烧法，但会在ＤＰＦ滤芯上留下灰分等沉积物㊂同时如果使用不当，还可能导致ＤＰＦ滤芯高温烧裂或熔化，ＤＰＦ的过滤性能将会迅速下降甚至丧失㊂因此，安装ＤＰＦ后车辆的性能㊁使用要求等将发生变化，本文作者详细介绍了ＤＰＦ柴油车行驶和使用过程存在的主要问题，并提出了相应解决方案㊂１㊀ＤＰＦ柴油车面临的主要问题１ １㊀受排气温度的影响车辆处于市区工况下，ＤＰＦ中的ＰＭ通常难以着火及燃烧㊂而随着使用时间增长，储存在容积有限的过滤器上的ＰＭ数量会不断沉积增多［３］㊂如果排气温度足够高或沉积的ＰＭ极易被氧化，则沉积的ＰＭ会被氧化并排入大气㊂但是在常用市区工况下，柴油机排气温度低，而ＤＰＦ中ＰＭ的点燃温度较高㊁氧化燃烧慢，即使被引燃，中㊁小负荷下的ＰＭ也难以被完全燃烧，仅有大约８５％的ＰＭ可被氧化成ＣＯ２气体，其余部分因缺氧而无法完全燃烧，以ＣＯ的形式排出㊂在怠速工况时排气温度低于１５０ħ，柴油机在低速㊁低负荷工况时排气温度也较低，常用工况范围的排气总管出口附近的排气温度在２５０ ４５０ħ㊂可见，在常用工况下很难达到ＰＭ被氧化所需的６００ħ以上的高温㊂仅在高速㊁高负荷工况，排气温度可以达到该指标，且可以较快地氧化燃烧掉过滤出的ＰＭ㊂排气温度受到柴油机结构特点㊁工况和使用条件等影响，相对ＰＭ氧化所需的６００ħ以上的高温而言，普通柴油机常用工况下难以达到㊂１ ２㊀受排气背压的影响排气背压逐步增大，柴油机动力性㊁经济性和排放性能会相应恶化，当车辆安装ＤＰＦ后，发动机排气背压逐渐增大，发动机性能会受到影响㊂随着ＰＭ堆积量的增加，发动机排气背压会快速增大，而当再生过程控制不当时，甚至会出现部分孔道堵塞的情况㊂发动机排气背压增大或部分孔道堵塞的结果是发动机排气不畅，进气量减少，缸内混合气中残余废气量增加，燃烧速率降低，发动机动力性㊁经济性和排放性能恶化［４］㊂由于市区常用工况下ＤＰＦ中的ＰＭ无法被充分氧化燃烧，其结果会导致排气压力（背压）增加，并对发动机性能产生多方面影响，如增加排气功率消耗㊁降低增压发动机进气歧管压力㊁影响气缸扫气和燃烧㊁导致涡轮增压器故障等㊂背压增加后，首先可能会影响涡轮增压器的性能，使进入缸内空气量减少，气缸（特别是自然吸气发动机）内残余气体增加，混合气的空燃比减小，发动机排放性能恶化㊂但由于气缸内残余气体增加，相当于发动机采用了内部废气再循环（ＥＧＲ）技术，故可以轻微减少ＮＯｘ排放量，安装ＤＰＦ系统可减少２％ ３％的ＮＯｘ排放㊂其次会额外增加发动机压缩㊁排气的机械功或能量，还会影响废气涡轮增压气发动机的进气歧管压力，导致油耗㊁ＰＭ排放㊁ＣＯ排放和排气温度增加㊂排气温度的增加会导致排气门和涡轮增压器过热以及发动机热负荷增加，并可能引起ＮＯｘ排放量的增加㊂除此之外，背压增加可能会影响涡轮增压发动机的润滑油和冷却介质正常工作，特别是排气背压过高时，可能导致涡轮增压器的密封失效，导致润滑油泄漏到排气系统㊂对ＤＰＦ或其他催化剂系统来说，润滑油泄漏也会导致催化剂失去活性或中毒等㊂排气背压对发动机性能具有重要影响，这一点已通过大量研究被证实㊂１ ３㊀车辆控制及操作复杂从ＤＰＦ系统的组成及工作原理可知，对配装有ＤＰＦ的车辆进行控制，需根据车辆行驶工况㊁排气温度㊁ＤＰＦ压降（或ＰＭ过滤量）等控制ＤＰＦ再生㊂在车辆加速或较大负荷运转时，缸内燃烧的燃料多㊁排气温度高㊂通常当排气温度超过３５０ħ时，ＤＰＦ便可进行被动再生，采用氧化燃烧方式清除掉之前由ＤＰＦ捕集的ＰＭ㊂如果过滤器ＰＭ负载量达到一定限值，压降传感器信号达到阈值，ＤＰＦ系统便开始主动再生，进行自我清洁循环㊂在正常发动机燃烧过程中，向发动机缸内喷射燃油，喷射的燃油蒸发并进入发动机歧管出口的ＤＰＦ，把排气温度提高至６００ ６５０ħ，高温燃气即可引燃之前由ＤＰＦ捕集的ＰＭ，ＤＰＦ系统即开始主动再生㊂当车辆在进行再生循环时，ＥＣＵ将会适当提高发动机功率和怠速转速㊂如果此时主动使发动机停止运转，ＤＰＦ则会继续进行再生［５］㊂另外，安装ＤＰＦ的车辆通常会增加ＤＰＦ性能显示装置及手动再生开关等㊂在车辆正常行驶时，ＤＰＦ的再生控制系统则采用自动再生工作模式，自动清除ＤＰＦ中捕集的ＰＭ㊂但ＤＰＦ自动再生时对排气温度及行驶时间等有要求，如车辆需以８０ｋｍ／ｈ左右的速度行驶１５ｍｉｎ等㊂当车辆在长时间低速行驶㊁发动机频繁重复启动及停机等特殊条件下使用时，排气温度及高温持续时间无法满足自动再生的要求，发动机ＥＣＵ控制的自动再生系统无法正常工作，ＤＰＦ系统显示装置的再生指示灯就会点亮㊂为了防止过多堆积ＰＭ，车辆的ＤＰＦ系统一般会设置一个 手动再生开关 ，当该开关处于 ＯＮ 的位置时，在车辆停止时ＤＰＦ系统也可以清除ＤＰＦ上沉积的ＰＭ，这种再生方式被称为手动再生㊂以此可说明配装有ＤＰＦ车辆的技术操作比传统车辆更加复杂㊂１ ４㊀使用条件要求高当车辆配装有ＤＰＦ后，其使用条件要求变高，包括车辆使用燃料和润滑油中硫㊁磷的质量分数和标号等㊂当再生过程开始后，发动机转速需高于怠速转速㊂ＤＰＦ所需的再生转速及时间随车型及制造商的不同而存在差异，再生时ＤＰＦ指示器点亮，而当再生过程结束后指示器熄灭㊂一般由于再生过程持续时间较长，释放热量较高，当ＤＰＦ工作于再生模式时，车辆不宜停放在涂装路面㊁植物旁㊁通风不良处和易燃物品附近等㊂１ ５㊀车辆使用及维护费用增加ＤＰＦ装置对过滤体材料要求高，同时需要温度㊁压力等监测和再生装置及其控制系统等，其研发和制造成本不言而喻㊂另外，当ＤＰＦ配装于车辆时，还需要增加车载的控制（如手动再生控制开关）及显示装置等，会导致车辆成本的增加㊂增加车载ＤＰＦ系统会导致排气背压增加，进而引起燃油消耗量增加㊂采用主动再生方式的ＤＰＦ系统，会增加额外的能耗，其结果必然是车辆的能耗费用随之增加㊂ＤＰＦ系统的增加还会使车辆的故障率增加，如再生操作不当导致ＤＰＦ滤芯材料软化㊁局部因高温熔粘及产生裂纹等损坏现象㊂若驾驶模式不当或使用劣质燃料时，会导致ＰＭ及灰分沉积量过大，如果发生此种现象就会产生额外维护费用㊂特别值得一提的是ＤＰＦ长期使用后在其过滤壁面形成的灰分沉积问题㊂发动机燃烧中产生的金属氧化物，将会随着发动机排气排出㊂由于排气温度的逐步降低，燃烧过程生成的金属氧化物等在排气排出过程中会形成灰分［６－７］㊂灰分与排气中的碳烟ＰＭ一起沉积于过滤器壁面形成ＰＭ过滤层㊂当ＤＰＦ再生时ＰＭ会发生氧化和燃烧反应，混杂在ＰＭ过滤层中的灰分前体物将会团聚和表面增长，灰分浓度越大，则灰分ＰＭ团聚和生长速度越快㊂再生结束后，这些团聚状的灰分便沉积于过滤壁面㊂随着车辆使用时间增长和ＤＰＦ反复再生，每次再生沉积于过滤壁面的微量灰分经过长期积累后便形成ＤＰＦ过滤壁面上的灰分沉积层㊂沉积层的厚度随着车辆行驶里程的增加而增加，灰分沉积层增大了气体流过壁面的阻力㊁减少了ＤＰＦ有效过滤面积，影响ＰＭ的沉积和分布㊂进而导致发动机排气背压增加㊁使得ＤＰＦ的催化剂性能丧失，导致发动机燃料经济性恶化和过滤器堵塞㊁寿命缩短㊂ＤＰＦ再生时产生的灰分沉积物会导致ＤＰＦ性能下降，最终使车辆无法正常行驶㊂因此，必须采取专用设备定期（一般行驶约２ˑ１０５ｋｍ后）消除灰分沉积层，故配装有ＤＰＦ的车辆，其维护费用高于普通车辆㊂ＤＰＦ过滤壁面上的灰分沉积层的形成速度与ＤＰＦ的再生方式及使用的燃料㊁润滑油品质密切相关㊂采用主动再生和被动再生２种不同再生方式的ＤＰＦ，其表面的灰分形态和分布相差甚大，被动再生ＤＰＦ的入口㊁中间和出口截面均有明显的灰分沉积物，接近封堵的出口附近已完全被灰分沉积物堵塞［８］㊂燃料和润滑油中硫㊁磷的质量分数对ＤＰＦ的灰分沉积影响极大㊂当使用普通柴油和柴油机油时，经过长时间使用后，反复多次再生过程，会在过滤体材料表面产生灰分沉积㊁产生多种灰分沉积物㊂ＤＰＦ再生时产生的灰分沉积物不仅导致ＤＰＦ性能下降，由于必须采取专用设备定期清除，故还会导致产生额外的维护费用㊂２㊀针对ＤＰＦ柴油车存在问题的解决方案从上述ＤＰＦ对柴油机性能的影响和常用柴油机工况排气温度低的角度来看，在常用的柴油机运转条件下，ＤＰＦ上收集的ＰＭ无法自燃及氧化，只能不断堆积，直至排气背压大到柴油机无法正常工作㊂另外，当ＰＭ被点燃后，温度容易过高，损伤或烧坏过滤器滤芯，使ＤＰＦ起不到充分净化ＰＭ的作用㊂总之，与传统柴油车相比，柴油车排气系统安装ＤＰＦ之后，使用中存在的主要问题可归纳为２个方面：（１）ＰＭ沉积量的增加引起的背压升高所导致的柴油机动力性㊁经济性和排放性能恶化问题㊂（２）清除ＰＭ（再生）时产生的高温及灰分团聚等导致的ＤＰＦ性能恶化和对车辆使用要求的提高㊂针对背压升高问题，在针对具体柴油车进行匹配时，应尽量选用流动阻力低㊁ＰＭ负载量高的ＤＰＦ，并且该类ＤＰＦ装置应配装有再生装置㊂再生装置应具有点燃沉积在过滤壁面上ＰＭ的功能，可及时清除ＤＰＦ滤芯上的ＰＭ，避免背压上升过高㊂实现再生后，可使ＤＰＦ的压降恢复到或接近使用初期状态㊂因此，可以说ＤＰＦ的再生性能决定了其能否成功应用㊂ＤＰＦ再生时面临的高温问题，可通过ＤＰＦ控制策略优化㊁结构设计和滤芯材料选择等方法解决㊂在制定ＤＰＦ再生控制策略时，再生时刻选择需要优化，以避免出现ＰＭ沉积量过多，因再生产生热量过多出现温度过高现象㊂在进行ＤＰＦ结构设计时，应采用ＰＭ分布均匀性好的ＤＰＦ结构，充分考虑再生时的散热问题，避免局部过热导致ＤＰＦ结构损坏㊂同时在选择滤芯材料时，在过滤性能及压降等指标相近的情况下，应尽量选择高熔点的耐高温滤芯材料㊂由于ＤＰＦ再生时灰分团聚的产生与ＤＰＦ结构特点㊁使用条件及柴油和润滑油品质等密切相关，ＤＰＦ过滤材料表面灰分沉积问题的主要对策有２个：（１）开发专用灰分清除设备，及时清除灰分沉积㊂（２）使用低硫㊁低灰分柴油和润滑油，减少灰分产生量㊂３㊀结论及展望即便存在一系列技术问题，但不可否认ＤＰＦ依然是当前用于柴油车的有效减少ＰＭ排放的后处理装置㊂为此需依据车型特点进行相应ＤＰＦ参数匹配，以解决相应的问题㊂随着相关技术的不断完善及优化，ＤＰＦ必将会在柴油车领域得以广泛应用㊂参考文献：［１］张海蓉．柴油机尾气中ＰＭ和ＮＯｘ在复合金属氧化物上同时催化去除的基础研究［Ｄ］．上海：上海交通大学，２００７．［２］田婵．旋转径向式微粒捕集器消声特性及流动均匀性分析［Ｄ］．长沙：湖南大学，２０１２．［３］魏雄武．柴油机微粒捕集器及其再生技术分析与研究［Ｊ］．重型汽车，２００５（２）：３０－３２．［４］花志远．基于ｄＳＰＡＣＥ的预测算法在ＣＮＧ发动机空燃比控制中的应用研究［Ｄ］．合肥：合肥工业大学，２０１２．［５］伍赛特．车用柴油机停缸技术研究综述［Ｊ］．汽车零部件，２０１９（４）：９２－９４．ＷＵＳＴ．Ｓｕｍｍａｒｙｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｃｙｌｉｎｄｅｒｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｄｉｅｓｅｌｅｎｇｉｎｅｕｓｅｄｉｎｖｅｈｉｃｌｅ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＰａｒｔｓ，２０１９（４）：９２－９４．［６］伍赛特．内燃机适应性及运用方式［Ｊ］．柴油机设计与制造，２０１９，２５（１）：５５－５６．［７］伍赛特．内燃机ＨＣＣＩ及ＰＣＣＩ燃烧方式研究综述［Ｊ］．能源与环境，２０１９（１）：１０－１１．ＷＵＳＴ．ＳｕｍｍａｒｙｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｏｎＨＣＣＩａｎｄＰＣＣＩｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｍｏｄｅｓｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｅｎｇｉｎｅｓ［Ｊ］．ＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２０１９（１）：１０－１１．［８］李兴虎．柴油车排气后处理技术［Ｍ］．北京：国防工业出版社，２０１６．。
DOC+DPF系统对柴油机污染物排放特性的影响
DOC+DPF系统对柴油机污染物排放特性的影响李顺利;蔡忆昔;施蕴曦;卢奕睿;朱衎【期刊名称】《江苏大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2024(45)1【摘要】对装有氧化催化器(diesel oxidation catalyst,DOC)和颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)后处理系统的柴油机进行台架试验,利用烟气分析仪(Testo 350XL)和发动机废气排放颗粒物粒径谱仪(TSI EEPS 3090)研究不同负荷下柴油机原机、DOC后和DPF后排气中氮氧化物(NO_(x))和颗粒物(particulate matter,PM)的变化规律.结果表明:负荷大于50.0%时,DOC后的NO_(2)体积分数φ(NO_(2))显著增加,柴油机原机氮氧化物中NO_(2)体积分数φ(NO_(2)/NO_(x))随负荷增加而减小,DOC后和DPF后的φ(NO_(2))、φ(NO_(2)/NO_(x))随负荷增加先减小、后增大;柴油机原机PM排放取决于柴油机的运行工况,不同负荷下DOC的PM去除率为15%~30%,50.0%负荷下DOC的PM去除率最高,为26%;DPF的PM去除率超过90%,经过DPF后核态颗粒体积分数明显增加,聚集态颗粒体积分数明显减小.【总页数】8页(P16-23)【作者】李顺利;蔡忆昔;施蕴曦;卢奕睿;朱衎【作者单位】江苏大学汽车与交通工程学院【正文语种】中文【中图分类】TK421【相关文献】1.柴油机燃用生物柴油的非常规污染物排放特性2.船舶柴油机大气污染物排放特性及控制技术研究现状3.不同工作条件对柴油机尾气污染物排放特性的影响综述4.柴油机不同测试循环气态污染物排放特性5.非道路移动机械用柴油机污染物排放试验颗粒物排放测量不确定度分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
颗粒捕集器(DPF)再生过程的试验分析
为了满足 日 益严格的排放控制 目标 ，柴油车尾 气后处理技术作为柴油发动机排放控制系统的一个 重要组成部分 ， 越来越受到关注。颗粒捕集器（Ｐ ） ＤＦ 技术被认为是 目 前净化柴油机颗粒物最直接 、最有
效 的方 法，也 是 国际上 商 品化 的柴 油 机颗 粒后 处 理 技 术之一 。 过颗 粒捕 集器 能滤去 大部 分颗 粒 ， 颗 通 其
３ ０
技 术纵横
轻 型 汽车技术
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颗粒捕集器（ Ｐ ） Ｄ Ｆ再生过程的试验分析
苏志亮
（ 京汽 车集 团有 限公 司汽 车工程 研 究院 ） 南
摘
要
颗粒捕集器（Ｐ ） ＤＦ 是有效降低柴油机颗粒排放的机外净化装置。通过试验验证分析 ＤＰ 再 生机 理及 再 生规律 ， Ｆ 为产 品 的 匹配提 供 了技 术依 据 ， 可使 ＤＰ Ｆ的性 能及 使 用 寿命 进 一步得 到优化 。
电控单元生产厂 颗粒捕集器型号
燃 油
Ｅ Ｃ６ Ｄ１
Ｂ Ｃ ０Ｓ Ｈ Ａ ＶＩＭＥ Ｔ Ｒ Ｒ Ｎ ＲＩ０
欧 Ⅳ 柴 油
２ 称重要求 ：本次试验 ，平均每天行驶里程 ） ２ ０ｍ 试验结 束后进行 Ｄ Ｆ ４ｋ ， Ｐ 拆装 、 称重 ， 间要保 期
证 Ｄ Ｆ表 面 清 洁 ， 度 在 １０ Ｐ 温 ５ ％左 右 ， 进 行 Ｄ Ｆ 再 Ｐ 称重 ；
ｌ 波加热 再 生 微
ｆ 化 再 生 催
降低 微粒 活化 能 ｛ 续再 生 连
再 生 方 法
试验中采用的颗粒捕集器是壁流式颗粒捕集器
（ — Ｐ 一 它 可 以减 少 颗粒 物 排 放 ８％以上 ） ｗＦ Ｄ Ｆ ５ 。 采用纯 ＳＣ材质蜂窝陶瓷的壁流式颗粒捕集器是一 ｉ
不同后处理装置对柴油车排放特性的影响——基于行驶里程的后处理装置对柴油公交车气态物排放特性的影响
不同后处理装置对柴油车排放特性的影响——基于行驶里程的后处理装置对柴油公交车气态物排放特性的影响楼狄明;赵可心;谭丕强;胡志远【摘要】三辆柴油公交车分别安装柴油机氧化催化器(DOC),催化型颗粒捕集器(CDPF)与DOC+CDPF三种后处理装置,采用便携式排放测试系统PEMS进行测试,研究整车THC,CO与NOx等气态物排放性能随行驶里程的变化规律.研究结果表明:对于加装了DOC的公交车,行驶里程达到8万km时DOC性能劣化,应进行保养,此前CO,THC与NOx的平均转化效率分别为78％,43％和27％;CDPF有效工作时间短,需要定期进行高温保养,周期应为1万km左右,加装CDPF的公交车CO,THC与NOx平均转化效率分别为74％,16％与15％;DOC+CDPF在行驶里程达12万km时才出现性能劣化现象,此前加装该后处理装置后的公交车CO,THC 与NOx平均转化效率分别为87％,76％与21％.DOC+CDPF的连续再生效果可有效延长后处理装置的工作寿命.【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2016(036)008【总页数】7页(P2282-2288)【关键词】DOC;CDPF;柴油公交车;行驶里程;性能劣化【作者】楼狄明;赵可心;谭丕强;胡志远【作者单位】同济大学汽车学院,上海201804;同济大学汽车学院,上海201804;同济大学汽车学院,上海201804;同济大学汽车学院,上海201804【正文语种】中文【中图分类】X511;X734.2;TK421+0.5柴油机后处理净化技术有柴油机氧化型催化转化器(DOC),颗粒捕集器(DPF),选择性催化还原系统(SCR),连续再生颗粒捕集器(DOC+ CDPF)等[1-3].DOC作为一项目前较为成熟的后处理技术,能通过催化氧化反应明显降低柴油机HC, CO等排放[4-6],尾气温度较低时,其净化能力即可达50%左右,而尾气温度超过240℃后,能够净化超过80%的HC与全部CO[7].通过减少可溶性有机组分(SOF)等方式,DOC亦可间接减少颗粒物排放[8].DPF可有效净化排气中的颗粒物,为避免捕集器堵死而功能劣化,其关键技术在于再生.其中,被动再生为颗粒无控制器干预情况下持续燃烧[9],DOC+DPF即属于被动再生,即在DPF前置DOC,DOC将排气中的NO氧化为具有强氧化性的NO2,与DPF中的颗粒物反应生成CO2和N2,并提高排气温度,实现DPF的连续再生.CDPF的载体表面则涂有催化剂,促使颗粒物在排气温度下燃烧,因此,DOC+CDPF再生能力更强,对颗粒物中的有机成分净化能力也更强,亦提高了对HC 与CO的转化效果.研究表明,两者结合使用后,仅需200~300℃的排气温度即可达到DPF再生,且对柴油含硫量要求较低[10-13]. DOC与CDPF组合使用,可有效延长后处理装置的工作寿命.国内外现阶段进行的相关研究,大部分基于发动机台架试验.而本文则采用便携式排放测试系统PEMS进行整车实际道路排放检测,研究DOC,CDPF与DOC+CDPF三种后处理装置对气态污染物CO,THC和NOx排放的净化效果,以及随着行驶里程增加,气态物排放特性的变化.试验样车燃用-10号国V柴油[18],理化特性见表1.试验采用了三辆柴油公交车作为样车,分别加装DOC,CDPF和DOC+CDPF后处理装置进行试验.样车发动机型号为道依茨D7E240,采用自动变速器,排量为7.1L,功率为177/2300[kW/ (r/min)],转矩为920/1200-1700[N×m/(r/min)],且原车为国III排放标准[19].试验中所用的DOC与CDPF具体参数如表2所示,DOC+CDPF即为两者组合. 采用便携式排放测试系统(Portable Emission Measurement System,简称PEMS),车载气态物排放测试仪日本HORIBA公司OBS2200可测实际道路尾气排放中CO,CO2,THC和NOx 四种气态排放物,分析仪的检测数据和传感器的数据通过控制软件储存在控制计算机中,根据GPS传感器测量的车速和经纬度信号绘制出车辆的行驶路线,通过气态排放物的体积排放浓度和流量计算出污染物的质量排放和燃油消耗量,结合车速数据进一步得到车辆各气态污染物的单位里程排放量.实际道路试验受到较多不可控因素的影响(如天气,空调,路况,各驾驶员不同的驾驶习惯等),为尽量减少对试验结果的影响,试验期间空调关闭,测试路段皆为上海市较空旷,路口少的路段;试验工况为稳态工况,如图1所示,即车辆于规定车速(怠速,5,10,15,20,30,40,50,60km/h)各匀速行驶60s.各样车试验进行的总体实际情况如表3所示, 因CDPF本身单独使用时的再生问题,为维持其性能,需进行24h高温保养处理.试验行驶里程的具体设计依据于2.1节中具体讨论.本次试验通过计算各排放物的全里程综合排放因子,并将三辆样车加装后处理装置后的排放因子分别与其对应的原车排放因子进行计算,得到相应的气态物转化效率.公交车综合排放因子采用基于美国EPA MOVES的综合因子计算方法.背压是判断后处理装置工作状态的重要标志之一.本文通过测试样车进出口压力,计算压差,初步判断后处理装置的使用寿命,并以此为据安排试验计划.图2为3辆样车平均进出口压差随行驶里程的变化.由该图可见,DOC样车的压差呈先下降后上升的趋势,然而在行驶里程到达4´104km之前,测试的最大值与最小值分别为0.043kPa与0.008kPa,压差的变化幅度不大且皆保持在较低水平,DOC工作状态良好.而当行驶里程到达7´104km时,压差大幅升高至0.162kPa,相较前3次测试的平均水平升高了7倍有余,DOC明显劣化,判断其应进行保养以维持减排性能.CDPF样车在1.5´104km处进行了第一次24h高温保养处理,清除堵塞CDPF的颗粒,并于保养前后进行了测试.如图所示,初装时其压差为0.025kPa,与之相比,第1次保养前压差上升至0.086kPa,保养后下降至0.058kPa,可见高温保养虽能一定程度降低CDPF背压,但效果不明显,不足以使之恢复到初装时的状态.当行驶里程进一步累积至3´104km时,进行了第2次高温保养,保养前测得压差数据为0.073kPa,较之前上升了25.86%,至此,CDPF压差随行驶里程的累积升幅较小.行驶里程到达4´104km时,压差明显上升,达到0.201kPa,CDPF性能显著劣化,至此不再进行后续试验.DOC+CDPF的压差随行驶里程的累积整体呈上升趋势,在行驶里程超过8´104km 之前,其最高值为0.146kPa,最低值为初装时的0.026kPa,虽有所波动,但始终维持在0.15kPa以下,可认为DOC+CDPF尚无劣化现象.而当行驶里程达到12´104km 时,压差明显升高至0.246kPa,后处理装置有所劣化,判断其应进行保养以维持减排性能.不同后处理装置对CO转化效率随行驶里程的变化如图3所示.DOC样车的CO转化效率呈先上升后下降的趋势.初装时的转化效率为70.6%,3´104km时上升至最高值88.0%, 4´104km时下降至74.8%,变化幅度在20%以内且维持在70%以上,可认为DOC工作状态良好.当行驶里程累积至7´104km时,CO转化效率大幅下降至54.1%,DOC性能明显劣化.引起DOC性能劣化的因素之一为化学中毒, DOC在高硫柴油作用下[15-17]催化氧化能力会大大减弱,加快老化.本试验采用超低硫柴油(硫含量仅为1.4mg/kg),从这一方面较好保证了其使用寿命;高温导致的热老化亦可使DOC劣化,热老化主要为催化器长期处于650℃的工作环境中导致贵金属烧结.本试验DOC样车的平均排气温度与最高排气温度如图4所示,可见其最高排气温度皆保持在300℃以下,无热老化情况.而排气温度本身对DOC工作效率也有很重要的影响,其高效区域在200~350℃,亦与本试验条件较相近,温度高于350℃会产生大量硫酸盐,反而导致颗粒物排放升高.排除这两方面因素,可认为DOC性能劣化主要为结焦,堵塞导致催化剂与尾气接触面变小等原因所致.CDPF样车的CO转化效率呈先下降后上升并逐渐稳定的趋势,初装时为最高值93.5%,行驶1.5´104km后下降至72.2%,之后进行了第一次高温保养,然而保养后的数据进一步下降至59.82%,可能是由于保养时CDPF中颗粒物燃烧不完全,导致捕集器小孔后端的气流含氧量不足从而产生CO[7].行驶里程进一步达到3´104km 与4´104km时,CO转化效率回升至69.6%与73.9%.安装DOC+CDPF的样车在0~8´104km里程段, CO转化效率始终维持在较高水平且变化幅度在6%之内,最低与最高值分别为3´104km处的84.0%与8´104km 处的89.9%.随着行驶里程增加到12´104km, CO的转化效率骤降至19.3%,可见当行驶里程超过上述范围后,DOC+CDPF的CO净化性能劣化明显.三者相比较而言,DOC在劣化前的CO转化效率可保持在70%以上;单独使用CDPF虽无明显劣化现象,但工作稳定性差,CO转化效率低,而高温保养在维持其CO减排性能方面亦无良好效果,颗粒物燃烧不彻底可能反而使CO排放增加而导致二次污染;DOC+CDPF联合使用工作最为稳定,DOC与CDPF各仅有一次转化效率高于DOC+CDPF,整体而言DOC+CDPF的CO转化效率更高,但当行驶里程长达12´104km后其性能明显下降.不同后处理装置的THC转化效率随行驶里程的变化如图5所示.DOC样车的THC转化效率整体呈下降趋势.初装与3´104km测试时其数据分别为54.4%与46.3%,降幅较小.当行驶里程达到4´104km时降至28.1%,降幅较大, 而于7´104km处THC转化效率略微回升至32.6%,即DOC的THC转化能力在超过4´104km后略有劣化,然而劣化程度不明显,且随着里程的进一步增加并无进一步劣化现象,其转化效率维持在30%上下.CDPF样车THC转化效率整体较低.初装时为最高值32.0%,1.5´104km进行第一次高温保养之前THC转化效率大幅下降至7.4%,从其工作机理考虑,新鲜与保养后的捕集器靠壁面与壁面小孔进行补集,此为深床补集阶段,而随着颗粒物在壁面上累积并形成致密的饼层,为饼层补集阶段,此时颗粒物粘附在壁面上导致催化剂与气流接触面积变小,会导致CDPF的THC净化能力变差.保养烧去颗粒物后转化效率有一定的回升,为15.8%,虽净化能力有所恢复,但可能由于颗粒物燃烧不完全,CDPF仍达不到其全新时的状态,转化效率仅为初装时的1/2.当行驶里程再次增加1.5´104km,达到3´104km时,第二次保养前测得THC转化效率仅为4.9%.当行驶里程达到4´104km时,此时距离上次CDPF高温保养里程差为1´104km,其转化效率为17.4%,与保养后的CDPF状态相近,转化效率可观.可见,当CDPF自全新或保养后的状态起,在行驶里程超过1´104km之前, CDPF能够保持较为高效的工作状态,超过1´104km后,其性能才出现明显劣化.因此,从维持THC净化效率的角度而言,CDPF车的保养周期应缩短至1´104km.DOC+CDPF样车的THC转化效率呈逐步下降的趋势.初装时THC转化效率为72.1%,1.5´ 104km,3´104km与4´104km时,THC转化效率分别为84.0%,82.3%与79.9%,变化幅度在5%以内且整体水平维持在80%上下.此后,随着行驶里程增加,其转化效率有所下降,在7´104km与8´104km处分别为66.7%与71.4%,至此劣化程度尚不明显.当行驶里程进一步增加后,12´104km处数据下降至27.7%,降幅超过50%,可认为, DOC+CDPF在行驶到达12´104km时,THC减排性能已明显劣化. 三者比较而言,单独使用CDPF的THC减排效果比DOC差,且CDPF劣势还在于寿命短,需要定期进行高温保养,若单次保养后行驶超过1´104km还不进行保养,其THC转化能力会显著恶化;DOC+CDPF的THC减排性能明显优于其他两者且工作稳定,与单独使用DOC相比较, DOC+CDPF的THC的净化能力几乎可达DOC的两倍,即在DOC的基础上加装CDPF,可有效强化其对THC的减排效果,因DOC发生氧化反应会导致排气温度上升,从而提高之后CDPF催化剂的活性.然而这也会导致DOC与CDPF工作环境温度更高,因此DOC+CDPF长期工作后的劣化程度较DOC也更明显,到达12´104km时劣化显著,转化效率低于30%.此外,DOC老化后起燃温度会有所升高,使再生窗口变窄[7],亦会进一步影响DOC+CDPF连续再生的效果,导致其性能劣化.不同后处理装置的NOx转化效率随行驶里程的变化如图6所示.DOC样车的NOx转化效率呈先下降后上升的趋势,初装,3´104km与4´104km处NOx转化效率逐步下降,分别为45.5%,24.5%与13.0%,随行驶里程的增加净化性能不断变差.7´104km处的转化效率为17.0%,可见当样车行驶里程超过4´104km 后,DOC的NOx净化性能渐渐稳定,不再进一步劣化.CDPF样车初装时NOx转化效率为28.6%, 1.5´104km处第一次保养前,该数据大幅下降至13.1%,保养后进一步下降至8.2%,可见CDPF保养与否对其NOx净化效果并无直接影响.此后, 3´104km与4´104km的数据分别为17.0%与10.4%.而进一步综合其保养情况考虑,自初装到1.5´104kmCDPF的NOx转化效率有所下降后,其整体NOx排放并无明显规律,且转化效率始终在20%以下,对NOx无明显净化作用.DOC+CDPF样车的NOx转化效率整体呈先上升后下降趋势,初装,1.5´104km与3´104km时该数据缓缓上升,分别为22.4%,23.6%与27.0%,升幅在5%以内.此后NOx转化效率有较为明显的下降,在4´104km,7´104km与8´104km分别为20.5%,15.9%与17.2%,可见DOC+CDPF的NOx净化性能在3~7´104km阶段开始劣化,在7~8万km阶段则有所稳定.当行驶里程进一步累积至12´104km时, NOx转化效率大幅下降至0.3%,此时该后处理装置几乎没有NOx转化效果,DOC+ CDPF严重劣化.综合比较三者NOx转化效率,可见DOC与DOC+CDPF的NOx净化效果较好,能力相当,而在行驶里程超过8´104km之前,两者工作状态与劣化情况亦相当,当行驶里程到达12´104km时,DOC+CDPF严重劣化,对NOx再无净化效果.查阅文献可知,DOC虽对NOx排放总量影响不显著,但可将大量NO转化为NO2,氧化反应放热后可提高排气温度,进而提高CDPF催化剂的活性.新鲜CDPF的NOx转化效率与前两者相近,然而劣化较快,高效工作期短,保养亦无法有效恢复其能力,整体而言,减少NOx排放效果较差.3.1 通过对后处理装置的背压与减排性能分析,可见不同后处理装置需要保养的周期不同.DOC样车行驶里程达到8´104km时DOC性能劣化,应进行保养;CDPF有效工作时间短,需要定期进行高温保养,周期应为1´104km左右;DOC+ CDPF联合使用时,在行驶里程达12´104km时才出现性能劣化现象,DOC+CDPF的连续再生效果可有效延长后处理装置的工作寿命.3.2 DOC性能劣化前,CO,THC与NOx的平均转化效率分别为78%,43%和27%,其中,在DOC基础上加装CDPF可有效提高THC减排效果;CDPF的CO,THC与NOx平均转化效率分别为74%,16%与15%,工作稳定性差,性能劣化快,保养亦无法使其完全恢复到全新状态;DOC+ CDPF样车的CO,THC与NOx平均转化效率分别为87%,76%与21%,其中,DOC在净化CO与THC方面起主要作用,两者联合使用工作稳定且效果最优,但当行驶里程到达12´104km后性能显著劣化.* 责任作者, 赵可心,********************。
商用车柴油机DPF对排放影响的模拟及试验研究
商用车柴油机DPF对排放影响的模拟及试验研究国六排放法规对颗粒物排放要求的进一步加严,柴油机颗粒捕集器（Diesel Particulate Filter,DPF）作为目前控制颗粒物排放最有效的手段,已经成为商用车重型柴油机排放后处理系统上不可或缺的装置。
DPF在捕集了一定量的碳烟后,会增大排气阻力,影响发动机正常运行,需要周期性的进行再生,通过在涡轮增压器后的排气管中喷射柴油,利用氧化柴油产生的热量将DPF中碳烟清除的主动再生技术,是重型柴油机满足国六排放法规的关键技术之一。
对DPF工作过程进行分析研究具有非常重要的意义和工程实用价值。
以国家重点研发计划“柴油机后处理关键部件评价与产业化技术”课题为依托,搭建了发动机试验台架,并建立了DPF三维仿真模型,对DPF主动再生时的温度场、流场和背压特性进行了试验和仿真研究。
研究内容主要包含4个部分:DPF试验研究;DPF背压特性和DPF再生过程的理论描述和数学建模;DPF内部温度场影响因素分析;DPF气流运动和背压特性仿真分析。
通过发动机台架试验,研究了DPF不同碳载量下的背压特性和主动再生时的温度特性。
研究表明,DPF碳载量与DPF背压有一定的对应关系,可通过背压值预估DPF 捕集的碳载量;DPF再生温度随气流流动和碳烟燃烧的变化而变化,空间上存在先后顺序,前部比后部先升温,中间比四周先升温,温度峰值出现在出口平面,径向温度梯度比轴向温度梯度大。
基于碳烟捕集理论、达西定律以及质量、能量和化学动力学守恒方程对DPF背压和再生过程进行了数学建模。
通过AVL-FIRE软件建立DPF三维仿真模型,并对DPF进行了空载背压标定,得出壁面渗透率k<sub>w</sub>=2.555e-12。
然后,将试验数据与三维仿真模型结果进行对比,误差不超过8%,搭建出较可靠的仿真模型。
通过三维仿真模型,模拟了DPF主动再生时的温度场。
分别采用温度峰值、温度梯度、再生时间和再生能耗作为再生评价标准,通过优化流量、温度、O<sub>2</sub>体积分数等排气参数,在确保安全再生的前提下,改善再生经济性,减少再生时间,同时保证较高的再生效率。
CDPF贵金属负载量对柴油公交车颗粒PAHS影响
CDPF贵金属负载量对柴油公交车颗粒PAHS影响楼狄明;朱晓庆;刘影;谭丕强;胡志远【摘要】基于装有氧化型催化器(DOC)和催化型颗粒捕集器(CDPF)后处理装置的柴油公交车,在中国典型公交车循环(CCBC)下研究了不同贵金属负载量分别为15g/ft3(A型)、25g/ft3(B型)、35g/ft3(C型)的新鲜及老化的CDPF对柴油发动机颗粒多环芳香烃(PAHs)排放特性的影响.结果表明:新鲜及老化的CDPF均能显著降低颗粒PAHs排放量92％以上.且相比于老化的CDPF,3种新鲜的CDPF降低颗粒PAHs排放的效果相差不大,极差仅为0.009ng/cm2.3种CDPF老化状态下降低颗粒PAHs毒性的效果都优于其新鲜状态下,且老化的B型CDPF降低颗粒PAHs 总量及毒性的效果优于A型及C型CDPF.%Based on the diesel bus with oxidized catalyst (DOC) and catalyzed particulate trap(CDPF), an experimental study was conducted, which investigated the impacts of fresh/aged CDPF with different amount precious metal loads of15g/ft3(type A)、25g/ft3(type B) and 35g/ft3(type C) respectively on characteristics of PAHs from particle emission of diesel engine under China typical city bus driving cycle (CCBC). The results showed that after using fresh and aged CDPF, PAHs emission was reduced significantly, at least by 93％. Compared to aged CDPF, the effect of reducing PAHs emission by all three fresh type CDPF was similar, the extreme difference was only0.009ng/cm2.The effect to reduce toxicity of PHAs emission of all three aged type CDPF were better than when they were fresh. Besides, the effect of reducing PAHs emission and toxicity of aged B type CDPF was better than aged A and C type CDPF.【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2018(038)001【总页数】6页(P67-72)【关键词】柴油机;贵金属负载量;催化型连续再生颗粒捕集器;颗粒PAHs【作者】楼狄明;朱晓庆;刘影;谭丕强;胡志远【作者单位】同济大学汽车学院,上海 201804;同济大学汽车学院,上海 201804;同济大学汽车学院,上海 201804;同济大学汽车学院,上海 201804;同济大学汽车学院,上海 201804【正文语种】中文【中图分类】X511目前,我国大部分公交车装载柴油发动机,尾气直接排放在人口密集的市区,使城市雾霾天气增多和道路环境恶化[1-3].因此,研究柴油公交车的排放对于控制城市环境污染具有重要意义.柴油机的排放物分为气态排放物和颗粒排放物,颗粒排放物中的多环芳香烃(PAHs)是由 2个或更多数量芳环稠合在一起的有机化合物,具有的致癌、致畸和致突变性,对城市环境和人体健康有重要的影响[4-6].柴油机氧化型催化转化器(DOC)和催化型颗粒捕集器(CDPF)是两种发动机尾气处理装置.DOC用于氧化排气中一部分有机可溶物[7-8].CDPF是在颗粒捕集器(DPF)上涂覆催化剂以促进 DPF再生,这是降低颗粒物排放的有效途径[9-11].DOC与CDPF两者耦合工作,前端 DOC将排气中的NO氧化为NO2,生成的NO2与CDPF中捕集的碳烟进行还原反应,从而实现 CDPF的连续再生[12-14].后处理装置新鲜状态是指刚投入使用、CDPF内部堵塞物较少的状态;老化状态是指使用过一段时间、CDPF内部阻塞物增多后的状态.经过老化处理的后处理装置可以模拟使用一段时间后后处理装置对颗粒PAHs的减排作用.研究不同贵金属负载量的DOC+CDPF在新鲜及老化状态下颗粒PAHs的组分和排放特性很有必要.Sarah 等[15]得出分子量为300-374的芳香烃偏多,检测出某类 PAHs异构体比苯并[a]芘毒性更强.文献[16-17]表明尾气有机物排放量中机油贡献率偏高,机油是多环芳烃PAHs的主要来源.楼狄明等[18]研究了贵金属负载量对VOCs的影响,得出贵金属负载量为25g/ft3为最优的结论.但国内外对于新鲜及老化 CDPF贵金属负载量对PAHs的影响研究很少.本文基于重型车底盘测功机排放测试系统,在一辆柴油公交车安装DOC+CDPF进行排放测试研究,研究不同贵金属负载量的 CDPF对排放物中PAHS组分以及排放特性的影响.1 试验方案1.1 试验设备试验设备包括MAHA-AIP公司生产的重型车排放底盘测功机、芬兰 Dekati公司的 FPS-4000射流稀释器、四通道颗粒物采集装置.装置结构示意图如图1.图1 试验系统示意Fig.1 Schematic diagram of experimental system1.2 试验车辆试验车辆为一辆专用柴油公交车,主要参数如表1所示.表1 试验车辆主要技术参数Table 1 The main technical parameters of test vehicle参数参数值整车质量(kg) 11900总长×宽×高(mm) 11995×2530×3150发动机排量(L) 8.820额定功率/转速[kW/(r/min)] 192/2300最大转矩/转[(N·m)/(r/min)] 1100/1400里程(km) 49383试验燃料 0号柴油1.3 试验催化剂成分、老化处理方法试验后处理装置采用DOC+3种不同贵金属负载量的CDPF,得到3种连续再生催化型颗粒捕集器,简称 A型、B型、C型.后处理系统DOC参数见表2. CDPF的参数详见表3.表2 DOC参数Table 2 The parameter of DOC参数 DOC载体孔密度(cpsi)400载体过滤层壁厚(mm)0.06载体平均孔径(mm)1.21载体主要材料FeCrAl贵金属种类Pt/Pd/Rh贵金属负载量55g/ft3, 10：1：0涂层γ-Al2O3表3 CDPF参数Table 3 The parameter of CDPF载体参数A型B型C型孔密度(cpsi)200过滤层壁厚(mm)0.35孔隙率(%)55平均孔径(mm)1.45主要材料堇青石贵金属种类Pt/Pd/Rh贵金属总量(g/ft3)15 25 35贵金属比例10：2：1涂层Al2O3+TiO2试验采用管式电阻老化炉对新鲜 CDPF样品进行高温水热老化处理.老化炉的气体混合系统,可将多种气体进行混合后通过样品.放置样品的反应管使用高密度石英,有效避免混合气体与反应管发生反应.此外电阻炉中装有水鼓泡系统,可以在老化过程中加入水汽.模拟柴油车的水热老化条件为：温度为750℃;时间 20h;空速40000h-1;气体成分(体积分数)分别为 10% O2、5% CO2、10% H2O,N2为平衡气.1.4 试验循环采用中国典型城市公交循环(CCBC).为了降低柴油车冷热启动对 CDPF起燃温度和转换率的影响,在进行循环工况试验时,每组CCBC试验间隔10min,CDPF的进口端温度下降到100℃以下,降低残余热量对CDPF催化活性的影响.1.5 颗粒PAHs采集、分析方法采用φ47mm 石英膜采集颗粒物,每个采集通道采用独立的无油真空泵进行样品抽取和流量控制.为了保证试验数据的可重复性以及柴油车颗粒物样品采集量达到仪器检测限,对柴油车原车、只安装DOC的柴油车以及安装新鲜及老化的A、B、C型后处理装置的柴油车分别进行5组试验,结果取平均值.颗粒 PAHs的分析方法：将石英滤膜剪碎后放入棕色广口玻璃瓶,加入 D 代混标(含全氘代C24烷烃、17种全氘代PAHs和全氚代C17脂肪酸)于滤膜上,静置约30min.然后加入20mL二氯甲烷 CH2Cl2浸没样品,室温下超声抽提 3次.将抽提液旋转浓缩至1mL(70r/min,32ºC),用装有石英棉的滴管过滤、转移到2mL样品瓶中.再用高纯氮气缓吹至近干,重氮化,浓缩定容至50μL,加入六甲苯进样内标.所用分析仪器为 Agilent气相色谱-质谱联用仪(7890GC/5975MSD).分析条件：采用HP-5MS(30m×0.25mm×0.25µm)色谱柱,高纯氦气作为载气,流速为1.2mL/min,进样口温度为300℃,脉冲无分流进样,其进样量为1µL.程序升温;初始温度为60℃,保持 2min,然后以5℃/min的速率升至300℃,保持10min,最后在310℃运行5min,保证色谱柱内的高沸点物质尽量流出.质谱采用EI离子源,离子源温度为230℃,接口温度为290℃,电子能量为 70eV.采用NIST质谱标准库,选择离子扫描方法(SIM)检测 PAHs,采用内标法判定颗粒PAHs的排放量.美国环保署(USEPA)将16种PAHs优先列为致癌污染物,包括萘(Nap)、苊烯(Acpy)、苊(Acp)、芴(Flu)、菲(Phe)、蒽(Ant)、荧蒽(Flua)、芘(Pyr)、苯并[a]蒽(BaA)、(Chr)、苯并[b]荧蒽(BbF)、苯并[k]荧蒽(BkF)、苯并[a]芘(BaP)、茚并[1,2,3-cd]芘(IND)、苯并[g,h,i]苝(BghiP)、二苯并[a,h]蒽(DBA).本文以这16种成分为分析对象.2 结果与讨论2.1 不同贵金属负载量的颗粒PAHS排放特性由图2可见,只使用DOC可以降低原车25%的颗粒PAHs排放量.A、B、C型3种不同贵金属负载量的 DOC+CDPF后处理系统,新鲜时可以降低原车93.3%、93.4%、93.7%的颗粒PAHs排放量,老化后可以降低原车92.1%、95.6%、94.9%的颗粒 PAHs排放量.DOC+CDPF的后处理装置比只安装DOC可多减少70%左右的颗粒PAHs排放量.可见DOC耦合CDPF可以有效降低颗粒PAHs排放量,其中CDPF不同贵金属负载量会产生不同的降低效果.图2 不同后处理装置颗粒PAHs排放量Fig.2 Particle PAHs emissions with different aftertreatment devices但并非贵金属负载量越多降低值越大,而是存在一个较为合理的贵金属负载量,使得PAHs减排效率较高.由图3可以得出,A、B、C型3种后处理装置在新鲜状态下对颗粒PAHs降低量极差仅为0.009ng/cm2,在新鲜状态下3种催化器对降低排放中颗粒 PAHs的效率相差不大.老化的A、B、C型3种后处理装置相对于其新鲜状态对颗粒PAHs的降低作用并没有减弱,相反的B、C型的后处理装置减排作用有所增强.其中,B型后处理装置在老化后对颗粒PAHs的降低量增加了0.06ng/cm2,高于C型.由此可见,3种后处理装置新鲜时对降低颗粒 PAHs的效果相差不大,而老化后 B型后处理装置也就是贵金属负载量为25g/ft3的催化器,对降低颗粒PAHs的效果最佳.分析上述结果出现的原因首先要从 CDPF的结构开始.CDPF的滤芯像蜂窝一样带有无数的小孔,每个小孔都有一端是封闭的,出口处封闭的小孔与入口处封闭的小孔相邻设置,中间夹有过滤壁,进入过滤器的尾气会透过过滤壁的气孔,从出口排出,从而可以减少绝大多数的颗粒PAHs.新鲜状态下的CDPF里过滤孔没有被堵塞或者只有少量残留物并不影响过滤性能,贵金属负载量对CDPF过滤颗粒PAHs作用影响不大.因此新鲜状态下的3种催化器对颗粒PAHs的减少作用相差很小.图3 新鲜及老化后处理装置下颗粒PAHs排放量Fig.3 Particle PAHs emissions with fresh/aged aftertreatment devices老化后的后处理装置颗粒PAHs的减排作用有所提高主要有 2个原因.经过高温水热老化的CDPF,老化处理时750℃的高温可以促进贵金属在载体表面的再扩散[19],同时也可以增加载体表面氧分子的活性位;由于颗粒物是成团存在的,废气进入过滤壁时,比气孔大的颗粒物会残留在过滤壁表面,所以老化后的 CDPF过滤孔被逐渐堵塞,过滤作用也会增强.催化剂中贵金属含量过高或过低都不利于催化性能的改善,这是因为当贵金属含量过高时,贵金属粒子容易发生团聚而形成较大的颗粒,贵金属在载体表面的分散度降低;当贵金属含量过低时,不能为催化反应提供足量的活性位,降低了催化活性[20].因此,A型催化器老化后对颗粒PAHs的减排作用降低可能是因为其贵金属负载量过低,不能大幅提高 CDPF中氧分子的活性位[21],阻碍了氮氧化物的氧化反应的进行,不能保证 CDPF有效再生,因此老化后对颗粒 PAHs的减排效率小于新鲜状态的减排效率.随着贵金属负载量的增加,排气中氮氧化物氧化效率增大,CDPF中的温度增加,再生效率也同时增加,堵塞的颗粒发生氧化燃烧时也会放出热量,随着温度的升高,部分颗粒 PAHs会在CDPF内发生氧化反应,所以贵金属负载量比较高的B型、C型催化器老化后对颗粒PAHs的降低作用都比A型催化器的降低作用大.老化后的B型催化器性能优于C型催化器的原因可能是因为：一、贵金属涂覆量增加会引起贵金属在载体表面发生重叠和烧结团聚等现象,增加样品的结晶度,抑制载体活性氧的流动性,并在一定程度上可能会抑制贵金属原子成为活性位点,降低催化剂的活化性能.二、贵金属涂覆在提升 CDPF再生性能的同时会使载体孔隙率和渗透率降低,进而影响发动机的排气背压,使燃烧恶化导致污染物排放增加.刘洪岐等[22]得出结论：中等贵金属涂覆量既能保持再生率的提高,又能使载体保持较小的压降.本文中的3种贵金属负载量中,B型后处理装置负载量适中,既能保持CDPF再生率的提高,又能使载体保持较小的压降,避免发动机缸内燃烧恶化,对于颗粒PAHs的减排作用好于A、C型.2.2 不同贵金属负载量的颗粒PAHS组分表4 颗粒PAHs组分Table 4 Particle PAHs’components组分名称原车 A型B型 C型萘 0.042 0.020 0.015 0.015苊烯 0.010 0.008 0.000 0.009苊 0.000 0.000 0.000 0.000芴 0.020 0.063 0.005 0.013菲 0.457 0.039 0.035 0.033蒽0.021 0.000 0.000 0.000荧蒽 0.448 0.018 0.016 0.015芘 1.378 0.019 0.014 0.016苯并(a)蒽 0.036 0.007 0.005 0.008 0.097 0.038 0.029 0.027苯并 (b)荧蒽0.050 0.005 0.004 0.004苯并(a)芘 0.010 0.000 0.000 0.000苯并(123-cd)芘0.029 0.004 0.003 0.005苯并(g,h,i)芘 0.057 0.003 0.003 0.004二苯并(a,h)蒽0.000 0.001 0.000 0.000由表4可见,原车中菲、荧蒽、芘、苯并(a)蒽、、苯并(b)荧蒽、苯并(g,h,i)芘等组分排放浓度都较高.相对于原车,A、B、C型3种老化后的后处理装置降低了大部分组分浓度.表5选取了5种变化明显的颗粒PAHs组分,可见 3种后处理装置在各个组分上都可以有较好的减排效果,其中B型后处理装置对于这5种组分都有较稳定的减排效果.表5 颗粒PAHs组分减排效果Table 5 Reduction effect of particlePAHs’components后处理装置菲荧蒽芘苯并(a)蒽苯并(g,h,i)芘A型 11.7 24.9 72.5 5 19 B型 13.1 28 98.4 7.2 19 C型 13.8 29.9 86.1 4.5 14.3由图 4可见,B型后处理装置在降低颗粒PHAs组分中芘、苯并(a)蒽、苯并(g,h,i)芘效果高于其他2种后处理装置,C型在降低菲、荧蒽、屈上优于其他2种后处理装置,但B、C型2种后处理装置对于处理颗粒PAHs组分上的差异很小.这是因为贵金属负载量的提高可以降低颗粒PAHs各组分反应所需要的活性能[21],从而减少排放中各个组分的颗粒PAHs的量.图4 不同后处理装置颗粒PAHs组分Fig.4 P article PAHs’components with different aftertreatment devices2.3 不同贵金属负载量的颗粒PAHS毒性苯并[a]芘(Bap)是16种PAHs中致癌性和毒性最强的物质,被认为是致癌 PAHs的代表物.目前较多研究采用 Bap等效毒性(BEQ)来评价PAHs的毒性.不同贵金属量催化剂处理后排放中颗粒PHAs的BEQ的计算公式为式中：Wi为PAHs组分质量浓度,ng/cm2;Ti为各类PAHs毒性当量因子,具体值如表6所示.表6 各组分PAHs的毒性当量因子Table 6 The toxic equivalency factor of each PAHs’componentsPAHs Ti PAHs Ti苊烯 0.001 0.01苊 0.001 苯并[b]荧蒽 0.1芴 0.001 苯并[k]荧蒽 0.1菲 0.001 苯并[a]芘 1蒽 0.01 茚并[123-cd]芘0.1荧蒽 0.001 苯并[ghi]芘 0.001芘 0.001 二苯并[a,h]蒽 1苯并[a]蒽 0.1图5 不同后处理装置颗粒PAHs毒性Fig.5 Particles PAHs toxicity with different aftertreatment devices从图5可以看出,A、B、C 3种后处理装置在新鲜时,经过B型后处理装置处理的尾气中颗粒PAHs的毒性当量为0.0037ng/cm2,比A型低4.1%,比C型低13.2%.3种后处理装置经老化处理后,B型后处理装置处理后的尾气中颗粒PAHs的毒性当量为0.0022ng/cm2,比A型化29.5%,比C型低 23.7%.由此看来,在后处理装置新鲜和老化状态下,贵金属负载量为25g/ft3的B型后处理装置对于降低颗粒PAHs 毒性的能力都优于贵金属负载量分别为15,35g/ft3的A型和C型催化器.从图5可以看出,A、B、C 3种后处理装置老化状态下对降低颗粒PAHs的毒性都优于新鲜状态下的催化器.该结论可以为 CDPF贵金属负载量的合理选择提供参考.3 结论3.1 柴油公交车安装 DOC+3种不同贵金属负载量的新鲜及老化的CDPF可减少颗粒PAHs排放量92%以上,比只安装DOC提高70%左右.可见DOC与CDPF串联的形式可以大大降低排放中颗粒PAHs的量.3.2 3种后处理装置新鲜时对降低颗粒 PAHs的效果相差不大,老化后贵金属负载量为 25g/ft3的后处理装置,对降低颗粒PAHs的效果最佳.3.3 B型后处理装置在降低颗粒PHAs组分中芘、苯并(a)蒽、苯并(g,h,i)芘效果高于其他2种催化器,C后处理装置在降低菲、荧蒽、屈上优于其他2种,但B、C 型后处理装置对于处理颗粒PAHs组分上的差异很小.3.4 贵金属负载量为25g/ft3的后处理装置对于降低颗粒PAHs毒性的能力都优于贵金属负载量分别为15,35g/ft3的后处理装置.3种后处理装置老化状态下对降低颗粒PAHs的毒性的能力都优于新鲜状态.参考文献：[1]中华人民共和国环境保护部2015年中国机动车污染防治年报[R]. 北京, 2015.[2]孔少飞.大气污染源排放颗粒物组成、有害组分风险评价及清单构建研究 [D]. 南京：南开大学, 2012.[3]胡敏,唐倩,彭剑飞,等.我国大气颗粒物来源及特征分析[J]. 环境与可持续发展, 2011,36(5)：15-19.[4]Sonntag D B, Gao H O, Holmén B A. Comparison of particle mass and number emissions from a diesel transit bus across temporal and spatial scales [J]. Transportation Research Part D,2013,25：146-154.[5]Laroo C A, Schenk C R, Sanchez L J, et al. Emissions of PCDD/Fs, PCBs, and PAHs from legacy on-road heavy-duty diesel engines [J]. Chemosphere, 2012,89(11)：1287-1294.[6]谭丕强,阮帅帅,胡志远,等.发动机燃用生物柴油的颗粒可溶有机组分及多环芳烃排放 [J]. 机械工程学报, 2012,48(8)：115-121.[7]Bardon S, Bouteiller B, Bonnail N. Asymmetrical channels to increase DPF Lifetime [Z]. SAE Paper, 2004-01-09(50).[8]冯谦,楼狄明,计维斌,等.DOC/DOC+CDPF对重型柴油机气态物排放特性的影响研究 [J]. 内燃机工程, 2014,35(4)：1-6.[9]杨士超.柴油机 CPF捕集及主被动再生性能的数值模拟 [D].天津：天津大学, 2014.[10]谭丕强,张晓锋,胡志远,等.DOC+CDPF对生物柴油燃烧颗粒排放特性的影响 [J]. 中国环境科学, 2015,35(10)：2978-2984.[11]谢亚飞.柴油公交车燃用餐厨废弃油脂制生物柴油的颗粒排放特性研究 [D]. 上海：同济大学, 2016.[12]Sharma H, Mhadeshwar A. A detailed micro kinetic model for diesel engine emissions oxidation on platinum based diesel oxidation catalysts (DOC) [J]. Applied Catalysis B：Environmental, 2012,127：190-204.[13]Katare S R, Patterson J E, Laing P M. Diesel aftertreatment modeling：A systems approach to NOx control [J]. Industrial &Engineering Chemistry Research, 2007,46(8)：2445-2454.[14]龚金科,龙罡,蔡皓,等.催化型微粒捕集器的再生与压降数值研究 [J]. 环境工程学报, 2011,5(12)：2820-2824.[15]Sarah G Riddle, Chris A Jakober, Michael A Robert, et a1. Large PAHs detected in fine Particulate matter emitted from light-duty gasoline vehicles [J]. Atmospheric Environment, 2007,41(38)：8658-8668.[16]Moacir Tavares Jr, Jurandir P Pinto, Alexandre L Souza, et a1.Emission of polycyclic aromatic hydrocarbons from diesel engine in a bus station, Londrina, Brazil [J]. Atmospheric Environment,2004,38：5039-5044. [17]Sandro Brandenberger, Martin Mohr, Koni Grob. Contribution of unburned lubricating oil and diesel fuel to particulate emission frompassenger cars [J]. Atmospheric Environment, 2005,39：6985-6994. [18]楼狄明,张子骏,刘继跃,等.不同 CDPF贵金属负载量对柴油公交车VOCs组分排放影响 [J]. 环境科学, 2017,40(12)：1-11.[19]方瑞梅,何胜楠,崔亚娟,等.(CeO2-ZrO2-Al2O3)-(La2O3-Al2O3)复合氧化物负载的 Pd密偶催化剂：载体焙烧温度的影响 [J].催化学报, 2012,33(6)：1014-1019.[20]卫婷.纳米Pd催化剂的制备、表征及CO氧化反应活性 [D].北京：北京工业大学, 2010.[21]Timothy C W, Yaritza L, Jason D P, et al. Removal of hydrocarbons and particulate matter using a vanadia selective catalytic reduction catalyst：an experimental and modeling study[Z]. SAE paper, 2013-01-1071. [22]刘洪岐,高莹,方茂东,等.涂覆量对 CDPF压降和再生特性影响的研究 [J]. 汽车工程, 2016,38(7)：800-804+799.。
城市公共交通行业中的公交车辆能源节约与减排
城市公共交通行业中的公交车辆能源节约与减排随着全球城市化的快速发展，城市公共交通在人们日常生活中扮演着越来越重要的角色。
然而，公共交通系统也面临着诸多挑战，其中之一便是能源消耗和废气排放的问题。
为了保护环境和提高公共交通系统的可持续性，公交车辆的能源节约和减排成为了当务之急。
本文将探讨城市公共交通行业中公交车辆能源节约与减排的策略和挑战。
一、公交车辆的能源节约策略公交车辆的能源节约是通过采用先进的技术和管理方法来实现的。
以下是几个常见的能源节约策略：1. 电动化技术：采用电动巴士可以减少对传统燃料的依赖，降低能源消耗和废气排放。
电动巴士还可以减少噪音污染，提升乘客的舒适性。
2. 智能调度系统：通过智能调度系统合理安排公交车辆的运营路线和班次，减少空驶和重叠路段，降低能源消耗。
3. 车辆轻量化：采用轻量化材料制造公交车辆可以减少车辆的自重，提高能源利用效率。
4. 高效动力系统：采用高效的动力系统，如混合动力或燃料电池，可以减少燃料消耗和废气排放。
5. 节能驾驶培训：为公交车驾驶员提供节能驾驶培训，教授合理的行车技巧和节能驾驶习惯，减少能源浪费。
二、公交车辆的减排策略公交车辆的减排策略主要是通过减少尾气排放来实现的。
以下是几个重要的减排措施：1. 使用清洁燃料：将传统燃料替换为清洁燃料，如天然气、生物柴油或氢燃料，可以显著减少有害气体的排放，保护大气环境。
2. 排放控制技术：安装排放控制装置，如颗粒物捕集器和催化转化器，可以有效减少污染物的排放。
3. 完善维护和保养：定期维护和保养公交车辆，确保发动机和排气系统的正常运行，减少尾气排放。
4. 车辆更新换代：逐步淘汰老旧的公交车辆，引入符合最新排放标准的新能源车辆，以提高整体的排放水平。
三、能源节约与减排面临的挑战虽然有许多能源节约和减排的策略可以采用，但在实践中仍然存在一些挑战：1. 技术和经济成本：引入先进的技术和设备需要高昂的投资，超出许多城市公交运营商的预算范围。
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尾气污染物采样分析系统
整车质量
总长×宽×高
kg
mm
16000
10499×2500×3150
轴距
发动机额定功率/转速 发动机最(r/min)
5000
177/2300 920/1200~1700 无
试验样车
后处理装置
试验样车参数
——
2.试验系统布置与方案设计
占循环比例（%） 29.0 23.8 13.2 34.0
3. CCRT对生物柴油公交车气态污染物排放的影响
不同路段与不同工况下的排气温度
安装CCRT后，排气温度明显上升
不同路段与不同工况下的CO、THC排放特性
燃用B10造成CO排放增加12.5% 安装CCRT后，CO排放降低18.0%
催化型连续再生颗粒捕集器对生物柴 油公交车排放的影响研究
苏芝叶 1434432
指导教师：楼狄明 教授
2017年1月12日
目录
1 2 3 4 5 6
绪论
试验系统布置与方案设计
CCRT对生物柴油公交车气态污染物排放的影响
CCRT对生物柴油公交车颗粒污染物排放的影响
基于SPAMS的尾气颗粒质谱图与粒径分析
全文总结与展望
1.绪论
1.1 课题背景及意义
柴油车节能减排迫在眉睫 THC NOX PN
CO
PM OC EC PAHs
柴油车尾气污染物
清洁替代燃料：生物柴油
后处理技术：催化型连续再生颗粒捕集器
1.绪论
1.2 本文主要研究内容
一氧化碳CO排放特性 CCRT对生物柴油公交车 气态污染物排放的影响 总碳氢THC排放特性 氮氧化物NOX排放特性 不同行驶路段下的颗粒数量、质量排放特性
2.1 试验设计
载体直径 载体高度 载体孔密度 载体过滤层壁厚 载体孔隙率 载体平均孔径 载体主要材料 贵金属种类 贵金属负载量
CCRT实物图
项目 密度（20 º C） 运动粘度（20 º C） 50%回收温度 90%回收温度 95%回收温度 闭口闪点 十六烷值 氧含量 硫含量 单位 kg/m3 mm2/s º C º C º C º C MJ/kg % mg/kg B0 813.6 3.59 249.0 327.6 350.2 62.5 50.8 0.4 1.4 B10 823.5 5.24 274.8 337.5 346.1 74.5 53.5 4.1 3.9
相关系数R2 0.9918 0.9757 0.9978 0.9972 0.9979 0.9977
有效性判定结果 有效 有效 有效 有效 有效 有效
实际循环与理论循环有着非常高的重复性
Y 循环有效
循环有效性判定流程图
2.试验系统布置与方案设计
2.3 试验循环工况分析
不 同 行 驶 路 段
行驶路段 I类 II类 III类 CCBC
重型底盘测功机
做出实际试验循环车速与理论 试验循环车速的散点分布图
中国典型城市公交车循环CCBC
循环时间 （s） 距离 （km） 最高车速 （km/h） 平均速度 （km/h） 最大 加速度 （m/s2） 0.914 最大 减速度 （m/s2） 1.543 怠速比例 （% ）
1314
拟合求出趋势线与线性方程， 得到相关系数R2与拟合直线的 斜率K
最大 减速度 (m/s2) 0.675 0.869 1.042 1.042
不 同 行 驶 工 况
行驶工况 怠速 减速 匀速 加速
区间 0 km/h≤v≤0.5 km/h a≤-0.1 m/s2 -0.1 m/s2<a<0.1 m/s2 a≥0.1 m/s2
持续时间(s) 381 313 174 446
主要研究内容
CCRT对生物柴油公交车 颗粒污染物排放的影响
不同行驶工况下的颗粒数量、质量排放特性 颗粒碳质组分、离子组分、有机组分排放特性 各方案颗粒组成分析
基于SPAMS的尾气颗粒 质谱图与粒径分析
各方案单颗粒质谱图分析 各方案单颗粒粒径分析
2.试验系统布置与方案设计
2.1 试验设计 气态污染物分析
5.8
60
15.9
29.0
R2>0.8或0.9<K<1.1 N
循环无效
循环 原车+B0/CCBC-1 原车+B0/CCBC-2 原车+B10/CCBC-1 原车+B10/CCBC-2 CCRT+B10/CCBC-1 CCRT+B10/CCBC-2
拟合直线方程 y=0.9972x+0.1476 y=0.9921x+0.2773 y=0.9997x-0.0247 y=0.9964x+0.0393 y=0.9958x+0.0287 y=1.0070x-0.0630
涂层
CCRT参数
项目
方案一 方案二 方案三
燃料
B0 B10 B10
后处理装置
无 无 CCRT
简称
原车+B0 原车+B10 CCRT+B10
试验方案
试验燃料
2.试验系统布置与方案设计
2.2 重型底盘测功机试验系统
重型底盘测功机参数
项目 滚筒直径 最大车速 最大功率 最大牵引力 可模拟车的质量范围 最大轴重 环境温度 单位 mm km/h kW N kg kg ℃ 参数值 1829 120 780 52,000 3,500~50,000 20,000 0~45
运行时间 (s) 274 656 384 1314
怠速比例 (%) 46.0% 25.9% 22.1% 29.0%
行驶距离 (km) 0.48 2.93 2.49 5.90
平均速度 (km/h) 6.3 16.1 23.4 15.9
最高车速 (km/h) 29 43 60 60
最大 加速度 (m/s2) 0.914 0.595 1.153 1.153
项目 单位 mm mm cpsi mm mm mm —— —— g/ft3 —— DOC 298 90 400 0.06 —— 1.21 FeCrAl Pt/Pd/Rh 55 γ-Al2O3 CDPF 285.8 304.8 200 0.35 55 1.45 堇青石 Pt/Pd/Rh 25 Al2O3+TiO2
一氧化碳、总碳氢、氮氧化物
OBD
SEMTECH-D分析仪
EEPS 3090 颗粒粒径仪
颗粒污染物分析
颗粒数量、质量、碳质组分、离 子组分、有机组分
实时工况采集系统
转毂
催化型连续再生 颗粒物捕集器
重型底盘测功机试验系统
四通道颗粒 组分分析仪
单颗粒气溶胶质 谱分析仪
单颗粒气溶胶分析
质谱图、粒径
参数 发动机排量 单位 L 参数值 7.146