装有DPF的轻型柴油车颗粒物排放特性的研究

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微粒特性对柴油车DPF颗粒沉积影响的实验研究

微粒特性对柴油车DPF颗粒沉积影响的实验研究
蒲云飞;孟忠伟;王青春
【期刊名称】《成都电子机械高等专科学校学报》
【年(卷),期】2018(021)004
【摘要】基于柴油机颗粒捕集器(DPF)沉积可视化装置,利用碳黑模拟柴油机颗粒物进行了碳黑微粒特性对DPF内颗粒沉积过程影响的实验研究.研究结果表明:随碳黑颗粒沉积高度的增长,DPF过滤压降可以被划分为典型的深床过滤、过渡阶段以及颗粒层过滤三个阶段;在各颗粒层下,过渡阶段结束时的颗粒层高度为20μm左右;在深床过滤阶段,颗粒原生粒径与BET比表面积综合起来相对较小就更能获得更大的压降;颗粒层渗透系数、孔隙率同时受到比表面积和粒径的共同影响.
【总页数】4页(P52-55)
【作者】蒲云飞;孟忠伟;王青春
【作者单位】成都航空职业技术学院汽车工程学院,成都610100;西华大学汽车与交通学院,成都610039;西华大学汽车测控与安全四川省重点实验室,成都610039;成都航空职业技术学院汽车工程学院,成都610100
【正文语种】中文
【中图分类】TK421
【相关文献】
1.DPF对柴油车微粒物排放的影响研究 [J], 徐月云;侯献军;方茂东
2.过滤速度对DPF内颗粒沉积特性影响的试验研究 [J], 孟忠伟;蒲云飞;闫妍;韩伟
强
3.柴油机DPF湍流通道内微粒形态对微粒输运特性的影响 [J], 孙春华;宁智;白振霄;吕明;李元绪;付娟
4.DPF内颗粒沉积特性分析 [J], 蒲云飞;孟忠伟
5.微粒特性对柴油车DPF颗粒沉积影响的实验研究 [J], 蒲云飞;孟忠伟;王青春;;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

柴油机尾气排放颗粒物的控制与减少研究

柴油机尾气排放颗粒物的控制与减少研究柴油机尾气排放颗粒物一直是环境污染的重要源头之一，对空气质量和人体健康带来不小的影响。

因此，对柴油机尾气排放颗粒物进行控制与减少的研究具有重要的理论和实践意义。

一、颗粒物生成机理及影响因素颗粒物的生成机理是影响控制与减少颗粒物排放的关键，柴油机尾气中的颗粒物主要来源于燃料的不完全燃烧和机油的挥发产物。

在燃烧过程中，柴油的燃烧质量与燃烧完全程度密切相关。

同时，燃烧室内温度、压力和混合气质量比等也会影响颗粒物的生成。

因此，通过提高燃烧效率、优化燃烧参数等措施，可以有效控制颗粒物的生成。

二、控制与减少颗粒物排放的技术手段1. 改进燃烧过程改进燃烧过程是降低颗粒物排放的有效方式之一。

采用高效燃烧室和先进的燃烧技术，可以使燃油完全燃烧，减少不完全燃烧产物的生成。

在掺混燃料和增加空气过剩系数的情况下，可以提高燃烧效率，减少颗粒物的形成。

2. 选用低排放燃料燃料的选择对颗粒物排放有重要影响。

低硫燃料和低芳烃燃料的应用可以降低颗粒物的排放。

此外，通过添加一些助燃剂和催化剂，可以促进燃料的完全燃烧，减少颗粒物的生成。

3. 安装颗粒物捕集装置安装颗粒物捕集装置是目前控制柴油机尾气排放颗粒物的常用方法。

颗粒物捕集装置可以使用滤筒过滤颗粒物，同时也可以利用电化学原理将颗粒物还原为原子状态分解。

这种方法不仅可以有效降低颗粒物排放，还可以对颗粒物进行后处理。

三、针对颗粒物排放的研究进展近年来，针对柴油机尾气排放颗粒物的控制与减少，研究不断进行。

在改进燃烧过程方面，研究者通过优化喷油系统和燃烧室结构，进一步提高燃烧效率，减少不完全燃烧产物的生成。

同时，开展了对颗粒物生成机理的研究，以便更好地控制颗粒物的生成。

在燃油选择方面，研究者探索了多种可替代燃油的应用，并评估燃烧效果和颗粒物生成情况。

针对颗粒物捕集技术，研究者提出了更高效的捕集装置设计和颗粒物还原方法。

此外，研究人员还通过模拟与实验相结合的方法，对颗粒物排放进行了全面评估和监测，为控制与减少颗粒物排放提供了科学依据。

柴油机颗粒物捕集系统DPF:可减排95%

柴油机颗粒物捕集系统DPF：可减排95%
佚名
【期刊名称】《农业装备与车辆工程》
【年(卷),期】2013(51)8
【摘要】我国现已成为全球内燃机生产和使用大国。

但与国际先进水平相比，内燃机产品在节能环保指标上仍有较大差距，关键核心技术欠缺，节能减排标准体系不健全，高能耗、高排放、低性能内燃机产品仍在广泛使用。

【总页数】1页(P23-23)
【关键词】节能减排;捕集系统;DPF;颗粒物;柴油机;内燃机;环保指标;标准体系【正文语种】中文
【中图分类】TK018
【相关文献】
1.不会堵塞柴油机颗粒物净化系统——依米泰克公司金属颗粒捕集器 [J],
2.对柴油机微粒捕集器DPF再生特性的仿真研究 [J], 杜健健
3.DPF对柴油机颗粒物的捕集特性的影响研究 [J], 张正军;胡鹏;孙浩铭;邱华荣
4.DPF对柴油机颗粒物的捕集特性的影响研究 [J], 张正军;胡鹏;孙浩铭;邱华荣
5.柴油机颗粒物捕集系统研制成功 [J], 何聪
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基于cdpf主动再生的scr工作特性研究

基于cdpf主动再生的scr工作特性研究随着汽车行业的发展，新能源汽车的技术也在不断更新和发展。

而主动再生的控制技术，也成为最新的一个技术热点，为了更新和发展汽车技术，使汽车能更经济、更环保地行驶，SCR（尾气后处理）技术被广泛用于新能源汽车，其中，CDPF（柴油颗粒滤清器）也是SCR技术重要的构成部分。

故本文将对基于CDPF主动再生的SCR工作特性进行研究，旨在探究CDPF主动再生对SCR工作性能的影响，为新能源汽车技术的发展提供重要的参考。

一、SCR技术及CDPFSCR（尾气后处理）技术是汽车排放系统的一项常见技术，其简单的原理就是利用尾气排放中的有害物质，将其还原成不会对环境造成污染的物质，从而达到汽车节能减排的目的。

而SCR技术中，CDPF （柴油颗粒滤清器）也是一个重要的组成部分，是可以收集和过滤尾气中的污染物的设备，其主要的特点就是可以把柴油机排放的PM（颗粒物）排出高度还原。

二、CDPF主动再生CDPF主动再生是一种新型的控制技术，可以实现CDPF的自动清洁，在使用多年之后，CDPF的滤网就会被柴油机排放的PM所积聚，从而影响到CDPF的过滤性能，而CDPF主动再生则可以有效地解决这种问题，在排放中添加一定量的催化剂，可以使PM被有效燃烧，从而彻底清洁CDPF，从而改善过滤性能。

三、基于CDPF主动再生的SCR工作特性研究（1）电子控制系统基于CDPF主动再生的SCR工作特性研究，必须从电子控制系统着手。

电子控制系统负责检测CDPF的过滤性能，一旦发现CDPF的滤网被积聚过多PM，就会自动启动主动再生程序，控制CDPF进行清洁，从而改善CDPF的过滤性能。

（2）催化剂的使用当电子控制系统自动启动主动再生程序后，就会在CDPF内部添加一定量的催化剂，当尾气中发生反应时，催化剂就会活化PM，使其进行有效燃烧，从而彻底清洁CDPF，从而提高CDPF的过滤性能。

（3）催化剂对PM的影响研究发现，催化剂对PM的影响是很大的，当PM在CDPF内部受到催化剂的作用，就会催化反应，使PM直接被燃烧，其反应速度很快，从而有效地清除PM，从而改善CDPF的过滤性能。

柴油车安装颗粒过滤器前后排放对比研究

维普资讯
汽２００８年（３第０卷）９期第
车
工
程
２０（ｏ．０Ｎ．０８Ｖ１３）ｏ９
ＡｔｏｉｎｉｅｒｇｕｏｔｅＥｇｅｉｍｖｎｎ
２０７０８１２
柴油车安装颗粒过滤器前后排放对比研究球
比较分析了车辆安装ＤＦ前后不同工况以及不同速度和加速度区间下的油耗和排放特性。由实验结果发现，ＰＰＤＦ对颗粒物（Ｍ）ＣＰ和Ｏ的减排效果十分显著，安装ＤＦ后车辆Ｉ和 Ⅱ的ＰＰＭ分别减少了９％和９％，Ｏ分别减少了８１Ｃ９％和６％，ＮＨ４０而ＯＣ和油耗则略有升高；此外，ＰＤＦ的减排效果在车辆高速行驶区域达到最佳，随加速度的增并大而升高。
Ｈａｎｈｏ，ｅ，Ｓａｕｆ＆ＬｉｓｏＹａｚａＹｕＬｉｈｏＣｈｎｕｕＸｉｎ
１Ｓｈｏ．ｃｏｌｆｏａｄＴａｓｏｔｔｎＢｉｎｉｏｎｎｅｉ，ｅｉ１０４ｎｒｎｐｒｉ，ｅｉｇＪｔｇＵｉｒｔＢｉｎａｏｊａｏｖｓｙｊｇ００４；２ＴｘｓＳｕｈｒｎｖｒｔ，ｕｔｎｅａ７ｏ４．ｅａｏｔｅＵｉｓｙＨｏｓｏ，Ｔｘｓ７ｏｎｅｉ
ｃｎｉｏｓａｅｃｍｐａａｉｅｙａａｙｅｏｄｔｎｏｉｒｒｔｖｌｎｌｚｄ．ＴｅｕｔｈｗｈｔｔｅｅｆｃｓｏｈｅｒｓｌｓｓｏｔａｈｆｅｔｆＤＰＦｏｅｕｃｎｈｍｉｓｏｓｏａｔｃ — ｎｒｄｉｇｔｅｅｓｉｎｆｐｒｉｕ

dpf可行性研究报告

dpf可行性研究报告一、研究背景柴油颗粒过滤器（Diesel Particulate Filter，DPF）是一种用来捕捉柴油排放颗粒物的设备，它可以有效地降低柴油车辆的排放量，减少大气颗粒物的污染。

近年来，随着环保意识的增强和环境保护的要求日益严格，DPF已经成为柴油车辆的标配设备。

然而，DPF的可行性研究对于其广泛应用和进一步提高性能有着重要的意义。

二、研究目的本研究旨在深入探讨DPF的可行性，包括其技术原理、性能特点、应用领域以及未来发展方向，希望通过该研究为DPF在柴油车辆上的应用提供科学依据，同时为其进一步发展提供参考。

三、研究方法1. 文献综述：通过查阅相关文献资料，了解DPF的技术原理、性能特点、应用历程及未来发展方向。

2. 实地调研：走访柴油车辆生产厂家和DPF制造商，了解市场需求和产品实际应用情况。

3. 数据分析：对所获得的数据进行深入分析和比较，总结出DPF的可行性和发展前景。

四、研究内容1. DPF的技术原理：介绍DPF的结构和工作原理，分析其在捕捉颗粒物和减少排放中的作用。

2. DPF的性能特点：分析DPF在实际应用中的性能表现，包括捕捉效率、耐久性和清洁周期等方面。

3. DPF的应用领域：探讨DPF在柴油车辆领域的应用情况，包括重型货车、客车、工程机械等领域。

4. DPF的未来发展方向：分析全球环境保护趋势和市场需求，探讨DPF在未来的发展方向和应用前景。

五、研究成果1. 技术原理分析：DPF通过捕捉颗粒物并对其进行氧化分解净化排放气体的机制，实现对柴油车辆排放的治理。

2. 性能特点总结：通过对市场上各类DPF产品的性能分析，综合了解DPF在捕捉效率、清洁周期和耐久性等方面的表现。

3. 应用领域探讨：分析了DPF在各类柴油车辆上的应用情况，总结了其在不同领域的适用性和实际效果。

4. 未来发展前景展望：结合环保政策和市场需求，展望了DPF在未来的发展方向和应用前景。

六、研究结论1. DPF具备较高的可行性，其在柴油车辆上的应用前景广阔。

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DPF再生时排气特性研究

Internal Combustion Engine & Parts• 33•柴油车DPF再生时排气特性研究王继佳；陈桥(军事交通学院研究生管理大队，天津300161)摘要：柴油机颗粒过滤器（DPF，Diesel particulate Filter)被公认为处理柴油机颗粒物排放的最有效措施，但是D PF再生技术有待进一步研究解决。

本文对基于乙醇氧化的DOC辅助D PF再生技术的排气条件特性进行了研究，能更好寻找乙醇喷射时间点和规律，减少再生时产生的有毒气体。

关键词：DPF;乙醇喷射;排气特性0引言DPF工作一段时间后PM堆积粘附在过滤壁上，气体通过性显著下降，产生较大空气阻力，反作用于发动机[|]。

此时，必须及时除去颗粒物捕集器积存的颗粒，才能使发动机和颗粒物捕集器正常工作，这个过程称为再生。

目前，热再生技术主要包括:燃烧器再生、电加热再生、微波加热再生和喷乙醇助燃再生。

基于乙醇氧化的DOC辅助D PF再生技术是军事交通学院唐粵清、张卫锋等人设计的再生方法，利用乙醇燃点低等特性，采用向过滤体内部喷射乙醇的方式点燃PM实现再生，如图1所示[2]。

该方法成本较低，但乙醇在高温时发生复杂的化学反应，易生成有毒物质。

所以需要对 DPF再生时的排气条件进行研究，寻找适宜的乙醇喷射时间点，防止有毒物质的生成。

1再生技术介绍乙醇的碳链相比柴油较短，且常温常压下乙醇的沸点为78.5益，而柴油的沸点大于180益，乙醇在排气温度下更易挥发成乙醇蒸汽，因此乙醇的喷射压力比柴油的喷射压力小。

DPF再生系统通过对柴油机运行工况以及排气条件进行监控，当判断柴油机排气条件符合系统再生条件时，在排气管道内喷射适量的乙醇，乙醇在气流和排气温度的作用下雾化，利用DOC将乙醇蒸汽氧化，使D PF入□温度达到颗粒物氧化所需的温度，从而实现DPF再生。

根据再生系统的原理和功能需求，由于乙醇沸点低，直接用喷嘴在排气管道中喷射乙醇可能出现气阻，因此确定乙醇供给模块采用气助式喷射方式。

不同工况下DPF对柴油车颗粒物过滤特性的研究

ｅｆｆｅｃｔｓｏｆＤＰＦｏｎｔｈｅｉｌｆｔｅｉｎｒｇｒｅｓｕｌｔｓｏｆｐａｔｉｒｃｕｌａｔｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｚｅｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｆｉｈｅ — ｒｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓｆｏｒｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｓｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｎｆｅｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｓｗｉｔｈａｓｉｚｅｓｍａｌｌｅｒｔｈａｎ１Ｉｘｍｉｓｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｌｏｗｉｎｔｈｅｈｉｇｈ・
ｓｐｅｅｄｓｈａｒｐｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｓｕｂｕｒｂａｎｄｉｒｖｉｎｇｐｈａｓｅ，ｌｅａｄｉｎｇｔｏａｌｏｗｏｖｅｒａｌｌｉｆｌｔｒａｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ（ｏｎｌｙ５２％）ｏｆＤＰＦｉｎｔｈａｔｖｅｈｉｃｌｅｗｉｔｈＮＥＤＣｔｅｓｔｃｙｃｌｅ．
ＣｈｅｎＸｉｏｎｇ，ＬｉＭｅｎｇｌｉａｎｇ，ＨｏｕＸｉａｎｊｕｎ＆ＸｕＹｕｅｙｕｎ
１．ＣｈｉｎａＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆ＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，ｎｎｉｆｎ３００１６２；

DPF再生时出口气体和颗粒排放特性的试验

第39卷（2021）第3期内燃机学报 Transactions of CSICEV ol.39（2021）No.3收稿日期：2020-07-25；修回日期：2020-11-27．基金项目：国家自然科学基金资助项目(51676167)；四川省科技厅青年科技创新研究团队资助项目(2017TD0026)；四川省科技厅重大科技专项资助项目(2019YFS0499)；四川省教育厅科研创新团队资助项目(17TD0035)；四川省科技计划资助项目(2019YJ0594)；西华大学重点研发资助项目(Z17101)；流体及动力机械教育部重点实验室开放课题资助项目(szjj2018-135)；西华学者和青年学者支持资助项目(21010010)．作者简介：孟忠伟，博士，教授，E-mail ：*************** ．通信作者：方嘉，博士，副教授，E-mail ：**************** ．DOI: 10.16236/ki.nrjxb.202103033DPF 再生时出口气体和颗粒排放特性的试验孟忠伟1, 2，谭杰1, 2，方嘉1, 2，覃子涵1, 2，秦源1, 2，蒋渊1, 2(1. 西华大学流体及动力机械教育部重点实验室，四川成都 610039；2. 西华大学汽车与交通学院，四川成都 610039)摘要：基于再生性能测试台架，采用便携式固体颗粒物计数仪(Nanomet3)和气体分析仪，研究了不同再生温度与来流流量下柴油机颗粒捕集器(DPF )再生时出口气体和颗粒的排放特性．结果表明：DPF 再生存在快速再生期，随着再生温度升高，快速再生期的时间缩短，使DPF 出口的CO 和CO 2体积分数增加、排放的积聚态颗粒物增加且再生效率和效能比提高．随着来流流量增加，快速再生期的时间延长，DPF 出口的CO 和CO 2体积分数减少．在来流流量为25.2g/s 时积聚态颗粒明显减少，但再生效率和效能比也最低．根据出口气体排放情况可以清晰反映DPF 的再生情况，为再生策略制定提供重要的试验参考．关键词：柴油机颗粒捕集器；排放特性；来流流量；再生效率；效能比中图分类号：TK421.5 文献标志码：A 文章编号：1000-0909(2021)03-0257-08Experimental Study on Emission Characteristics at the Outletof DPF During RegenerationMeng Zhongwei 1, 2，Tan Jie 1, 2，Fang Jia 1, 2，Qin Zihan 1, 2，Qin Yuan 1, 2，Jiang Yuan 1, 2(1. Key Laboratory of Fluid and Power Machinery ，Ministry of Education ，Xihua University ，Chengdu 610039，China ；2. School of Automobile and Transportation ，Xihua University ，Chengdu 610039，China ) Abstract ：Based on the regeneration performance test bench ，emission characteristics at the outlet of diesel par-ticulate filter (DPF )dur ing r egener ation under differ ent r egener ation temper atur es and flow r ate wer e studied ex-perimentally by using a portable solid particle counter (Nanomet3)and an exhaust gas analyzer. The experimental results show that there is a rapid regeneration period during the DPF regeneration. With the increase of regeneration temperature ，the duration of rapid regeneration period is shortened ，leading to increase in the volume fraction of CO and CO 2，the aggr egated par ticle ，the r egener ation efficiency and the efficiency r atio. As the flow r ate in-creases ，the duration of rapid regeneration is prolonged ，leading to a decrease in CO and CO 2 volume fraction. When the flow rate increases to 25.2g/s ，the aggregated particles are significantly reduced ，but the regeneration efficiency and efficiency ratio are still very low. The emission characteristics at the outlet of the DPF during the re-generation provides an important experimental reference for the development of regeneration strategy.Keywords ：diesel pa r ticulate filte r (DPF )；emission cha r acte r istics ；flow r ate ；r egene r ation efficiency ；efficiency ratio柴油机拥有热效率高、燃油经济性好且可靠性高等优点，被大量应用于载货汽车及重型设备上[1-2]，柴油机颗粒捕集器(DPF )是目前机外降低颗粒物排放最有效的系统之一，其过滤效率可达95%以上[3-5]．欧洲已从2013年1月全面实施欧Ⅵ排放法规，对颗粒物质量(PM )和颗粒物数量(PN )指标提出限制，强制·258· 内燃机学报第39卷第3期要求柴油机加装DPF [6-7]．随着柴油机的运行，颗粒物在DPF 内不断沉积，使得DPF 两端压降升高，影响发动机性能，所以需要使用再生技术对沉积的颗粒物进行清除，实现DPF 的再生[8-9]．其中，外加热源的主动再生技术仍是一种主要的再生技术[10]．对于DPF 的再生和排放情况，孟忠伟等[11]研究了微粒特性对DPF 再生性能的影响，结果表明：相同粒径、比表面积大的碳黑容易再生，其再生效率和效能比高．模拟可溶性有机成分(SOF )的热处理会改变内部微观结构，其更易氧化再生．Fang 等[12]探索了来流参数对DPF 再生特性和微粒排放特性的影响，研究发现，DPF 再生时温度波峰会集中出现在载体末端中心区域．在碳载量为5g/L 时，颗粒物平均粒径会随着再生温度的升高而增加，随着来流流量的增加而先升高后降低，其较优化的再生温度为550℃、来流流量为19.6g/s ．唐蛟等[13]建立了DPF 碳载量理论计算模型，提高了DPF 主动再生触发时刻判断的准确性．Rothe 等[14]基于重型柴油机研究柴油微粒在主动再生过程中的排放，结果表明：再生时出口颗粒物以80nm 的积聚态颗粒为主，且伴随着CO 等气体的产生，出口颗粒物数量浓度仅在再生初期和末期有小幅度升高，其他再生阶段时体积分数基本保持不变．Quiros 等[15]研究发现，随着再生时间的增加，DPF 出口颗粒从100nm 左右积聚态颗粒逐渐减小为20～30nm 左右的核态颗粒，且再生期内颗粒物数量浓度基本不变．同时，气体体积分数会影响DPF 的再生情况，施蕴曦等[16]以O 2为气源，利用自行设计的低温等离子体喷射系统对DPF 进行再生试验，通过监测再生产物中CO 、CO 2体积流量变化，分析了O 2流量控制策略对颗粒物的氧化分解和DPF 再生效果的影响，结果表明：采用递减流量法控制O 2流量随再生阶段由大到小变化，可达到较佳的DPF 再生效果．徐辉等[17]研究O 3/N 2氛围下微粒沉积特性对DPF 再生的影响，结果表明：DPF 内部微粒层的均匀分布可有效避免O 3穿透现象，提高O 3利用率，增大DPF 再生速度，缩短DPF 实现再生所用的时间．唐君实等[18]研究来流参数对DPF 热再生过程的影响，结果表明：随着来流氧体积分数和温度的增加，过滤体的再生时间和单位质量碳烟再生能耗减小；因而再生过程中应在保证再生安全性的条件下尽可能地提高氧体积分数．而且单位质量碳烟再生能耗随着来流质量流量的增加而增大，存在最佳质量流速使得再生时间最短．以上研究为了解DPF 的再生过程以及控制DPF再生奠定了基础，然而对于DPF 再生时出口气体和颗粒排放特性的研究尚不充分，不足以揭示颗粒氧化过程、气体排放和颗粒排放三者之间相互关联的关系．笔者基于再生性能测试台架，研究不同再生温度与来流流量下DPF 出口的气体和颗粒排放特性，以期为深入了解DPF 的再生过程和再生性能特性、控制DPF 出口处的颗粒排放提供参考． 1 试验装置与方法1.1 试验材料试验中的DPF 载体材质为堇青石，表1为DPF 的结构参数．试验采用Printex-U (PU )碳黑颗粒模拟真实碳烟颗粒，已有研究[19-22]表明，PU 具有较高的碳元素，是一种常用的柴油机商用模拟碳黑，主要参数如表2所示．表1 DPF 结构参数 Tab.1 Physical properties of DPF参数数值长度/m m 151.2 直径/m m 144.1孔密度/(个·cm -2) 15.5 过滤面积/m 2 1.32孔隙率/% 27.96 孔径/µm 7.62孔道宽度/m m 2.20 壁厚/m m 0.42表2 PU 碳黑的物理特性Tab.2 Physical properties of PU 参数数值粒径/nm 25比表面积/(m 2·g -1) 100挥发物质量分数/% 51.2 碳黑加载装置 DPF 载体沉积碳黑的加载装置由颗粒发生器、碳黑加载主体段和抽气部分3部分组成，如图1所示．空气压缩机提供高压干燥空气，在压力调节阀的调节下进入颗粒发生器，将其内部的碳黑扬起，形成均匀气溶胶．在工业吸尘器的抽吸下，气溶胶进入DPF 主体段，使得颗粒在DPF 内沉积，实现颗粒在图1 碳黑加载装置示意Fig.1 Schematic of carbon black loading bench2021年5月孟忠伟等：DPF 再生时出口气体和颗粒排放特性的试验 ·259·DPF 载体内部的加载．图2为DPF 加载碳黑前、后的实物对比．（a ）加载碳黑前（b ）加载碳黑后图2 DPF 加载碳黑前、后对比Fig.2 Comparison of DPF before and after carbon blackloading1.3 外加热源再生台架图3为再生性能测试台架示意，主要由质量流量计、电加热器、压力传感器、再生主体段和数据采集程序组成，表3为仪器设备的测量精度．空气经空气压缩机压缩和过滤器过滤后，形成高压干燥气体，在质量流量计的控制下达到试验所设定的流量；再经过电加热器加热，升到试验设定的温度，之后高温气体进入再生主体段使得DPF 再生．DPF 再生时的温度场和压降变化数据由温度传感器和压力传感器测量，由采集程序进行采集和控制，并在线显示和存储．便携式固体颗粒物计数仪(Nanomet3)的测量原理为：通过扩散粒子分类器在单极扩散充电器中给气溶胶充电，充电后的气溶胶通过扩散阶段，在此阶段图3 再生性能测试台架示意Fig.3 Schematic of the regeneration test bench 表3 仪器设备的测量精度Tab.3 Measurement accuracy of instruments and equipment设备名称测量型号测量精度质量流量计莱峰LF400 ±1% 电加热器 Leister 10000DF ±5℃ 温度传感器 K 型热电偶 ±1℃ 压力传感器 O m ega PX409 ±0.08% 气体分析仪德国AGM30和Gasmitte-CO ±2%粒子会因扩散沉积产生的电流由敏感的静电计测量，剩下的粒子在第二阶段——过滤阶段进行收集，并再次测量电流．因为每个颗粒所带电荷是粒径的函数，一旦得知，就可以从总电流和流量计算出颗粒数量．将气体分析仪和便携式固体颗粒物计数仪(颗粒物数量浓度的测量范围为1.0×103～3.0×108个/cm 3、粒径的测量范围为10～300nm )的采样管插入排气管出口处分别测量尾气中的气体和颗粒物． 1.4 数据处理试验通过K 型热电偶测试DPF 内部温度，载体内部共有14个温度测点．直径为35mm 处沿轴向均匀分布5个测点；在直径为72、95和120mm 处分别有3个测点，共9个测点，具体分布如图4所示．其中，0～1.00代表DPF 载体轴向上X /L 的比值．（a ）测点轴向分布（b ）测点径向分布图4 DPF 内部测试温度示意Fig.4 Schematic of temperature measuring points inside DPF分析DPF 再生性能时参数有in /t tt tQ εη=∑∑ (1)in p m 10()d tt Q c q T T t =−∫ (2)210/m m m η=−() (3)1122212m mV M V Mm k k V V =+ (4)式中：ε为实时效能比；in Q 为实时再生能耗；p c 为定压比热容；m q 为来流质量流量；1T 为DPF 入口温度；0T 为来流初始温度；t 为加热器加热时间；η为实时再生效率，则1η−为实时DPF 内剩余碳黑质量分数；0m 为未加载的DPF 白载体烘干之后的质量；1m 为加载碳黑后的DPF 白载体在烘干之后的质量；2m 为换算的DPF 内碳黑实时氧化的质量；1k 和2k 分别为CO 和CO 2中碳的相对分子质量所占的比例；1V 和2V 分别为CO 和CO 2的实时体积分数；1M 和2M 分别为CO 和CO 2的摩尔质量；m V 为气体的摩尔体积常数，其值为22.4L/mol ．依据单一变量的研究方法，表4为再生试验工况，其中工况1～5的变量为再生温度，工况6～10·260·内燃机学报第39卷第3期的变量为来流流量．试验设定的DPF碳载量为5g/L，来流空气质量流量的变化范围为14.0～25.2g/s，来流氧体积分数为21%(压缩空气)，温度的变化范围为475～575℃，再生时间控制为1000s．表4再生试验工况Tab.4Experimental conditions for regeneration tests工况碳载量/(g·L-1)再生温度/℃来流流量/(g·s-1)再生时间/s1 5 475 16.8 10002 5 500 16.8 10003 5 525 16.8 10004 5 550 16.8 10005 5 575 16.8 10006 5 500 14.0 10007 5 500 16.8 10008 5 500 19.6 10009 5 500 22.4 100010 5 500 25.2 1000 2试验结果与讨论2.1不同再生温度下DPF出口气体和颗粒的排放特性2.1.1不同再生温度下DPF出口的气体排放特性图5为不同再生温度(工况1～5)下DPF出口气体排放特性．根据DPF载体内部温度的变化，可将其分为升温、再生和降温3个阶段，其中升温阶段为DPF载体达到加热器设定温度的阶段，再生阶段可细分为快速再生期和缓慢再生期．例如，当再生温度为475℃时，DPF载体达到加热器设定温度所用时间为196s，即为升温阶段；在196～610s所用的414s 为DPF载体内部最高温度高于加热器设定温度，且伴随着CO和CO2快速释放的时期，即为快速再生期；在611s～1159s所用的548s为载体内部最高温度稳定的时期，即为缓慢再生期．由图5可知，随着再生温度的增加，升温阶段的时间从196s逐渐延长到402s，快速再生期的时间从414s不断缩短到123s，且产生的CO和CO2的体积分数逐渐增加．DPF载体内部最高温度在500℃时就已经开始出现明显的温度波峰．同时，CO2体积分数波峰会在CO体积分数波峰之后出现．分析其原因：当再生温度为475℃时，DPF载体内部最高温度的峰值为494℃，无法达到碳黑颗粒的起燃温度，仅有极少量碳黑颗粒氧化，产生出少量的CO2，未产生CO．随着再生温度增加到500℃及以上，碳黑颗粒开始剧烈燃烧，DPF内部温度上升，形成温度波峰，并伴随着大量的CO和CO2产生，因此，体积分数随之上升．在升温阶段，碳黑颗粒部分燃烧，产生少量的CO和CO2．在快速再生期，更多的碳黑颗粒完全（a）475℃（b）500℃（c）525℃（d）550℃（e）575℃图5不同再生温度下DPF出口的气体排放特性Fig.5Gas emission characteristics of DPF outlets at dif-ferent regeneration temperatures2021年5月孟忠伟等：DPF 再生时出口气体和颗粒排放特性的试验 ·261·燃烧，CO 会与来流气体中的O 2反应生成CO 2，CO 2体积分数随之上升，CO 体积分数逐渐下降，从而导致CO 2的峰值高于CO 峰值，且延后出现．在缓慢再生期，载体内部温度下降至加热器的设定温度，由于碳黑氧化释放的热量沿气流方向向后传递并聚集，从而使得缓慢再生期的温度会高于加热器的设定温度．而当再生温度增加为575℃时，DPF 载体温度在缓慢再生期继续聚集，最高达到610℃，导致CO 体积分数出现双波峰．2.1.2 不同再生温度下DPF 出口的颗粒排放特性图6为不同再生温度(工况1～5)下DPF 出口的颗粒排放特性．升温阶段出口的颗粒物数量浓度曲线均出现波峰(增加约1个数量级)且以50nm 以下的核态颗粒物为主．快速再生期除475℃外，颗粒物数量浓度和平均粒径均出现较大陡增，数量浓度最大可增加约3个数量级，平均粒径以50nm 以上的积聚态颗粒为主．在缓慢再生期，再生温度越高，DPF 出口的颗粒物数量浓度和平均粒径越高．分析其原因：在升温阶段，由于DPF 内部沉积的碳黑受到高温来流气体冲击，温度升高使气体黏度增加，导致吸附在DPF 载体内部的碳黑颗粒容易脱落，造成大量颗粒逃逸出DPF ，且以50nm 以下的核态颗粒物为主．在快速再生期，DPF 前端中心区域的碳黑氧化释放的热量沿气流方向在DPF 载体通道内向后传递并聚集，达到一定程度后，使得DPF 后端沉积的碳黑剧烈燃烧，且在载体末端中心处出现局部高温[12]．局部高温形成温度波峰，使得颗粒层结构发生巨大变化，大量团聚状颗粒物燃烧裂解后穿透DPF 载体壁面而排出DPF ，产生二次污染．在缓慢再生期，随着再生过程的进行，载体内部碳黑颗粒减少，导致排出的颗粒物数量逐渐降低，数量浓度和平均粒径不会再次出现波峰．并且随着来流气体的热量不断在载体后端堆积，再生温度越高导致DPF 出口的聚集态颗粒物越多．当再生温度为图6 不同再生温度下DPF 出口的颗粒排放特性 Fig.6 Particle emission characteristics of DPF outlets atdifferent regeneration temperatures 475℃时，载体内部最高温度并未达到碳黑的起燃温度，DPF 内碳黑颗粒并不会剧烈燃烧，因而再生阶段的颗粒物数量浓度并未出现波峰，且以50nm 以下逃逸性较强的核态颗粒为主．2.1.3 DPF 内剩余碳黑质量分数和实时效能比图7为不同再生温度下DPF 内剩余碳黑质量分数和实时效能比．DPF 内剩余碳黑质量分数随再生温度的增加而逐渐下降，即再生效率逐渐增加．随着时间的延长，实时效能比呈现先上升后下降的趋势，在快速再生期出现波峰，且再生温度越高，实时效能比越大，峰值达到1.56×10-7 J -1．在快速再生期后，效能比曲线已经进入下降趋势．因此，在快速再生期后，长时间的投入再生能耗已不能获得大幅再生效率的提升，因而建议在快速再生期后可适当缩短再生时间．随着再生温度增加，颗粒物的氧化速率越大，氧化燃烧的碳黑越多，导致再生效率越高．加热器投入的能量随着再生温度的增加而增大，再生效率增加速度高于加热器能量投入速度，能量利用率越高，实时效能比越高．当再生温度为475℃时，由于载体内部温度较低，碳黑颗粒在载体内部缓慢氧化，因而再生效率最低(9%)，且实时效能比最低．当再生温度为500℃及以上时，载体内部最高温度出现明显波峰，此时颗粒物剧烈燃烧，质量分数减少速率变快，再生效率和实时效能比变化明显．当再生温度为575℃时，再生效率达到最高(88%)．在降温阶段，由于加热器处于关闭状态，无能量投入，因而无效能比变化．图7不同再生温度下DPF 内剩余碳黑质量分数和实时效能比Fig.7Mass percentage of residual carbon black andreal -time efficiency ratio in DPF at different re -generation temperatures2.2 不同来流流量下DPF 出口气体和颗粒的排放特性 2.2.1 不同来流流量下DPF 出口的气体排放特性图8为不同来流流量(工况6～10)下DPF 出口气体排放特性．随着来流流量的增加，载体内部最高温度的峰值温度逐渐降低，升温阶段的时间从335s 不断延长到708s ，快速再生期从213s 延长到749s ，·262·内燃机学报第39卷第3期（a）14.0g/s（b）16.8g/s（c）19.6g/s（d）22.4g/s（e）25.2g/s图8不同来流流量下DPF出口的气体排放特性Fig.8Gas emission characteristics of DPF outlets at dif-ferent flow rates CO和CO2体积分数先升高再降低．在来流流量为22.4g/s时CO体积分数出现双波峰．其原因是：随着来流流量的增加，DPF内部碳黑氧化热量被带走得越迅速，来流对载体的冷却作用越明显．因此，随着来流流量的增大，载体内部的最高温度的峰值会逐渐减小，碳黑氧化的时间增加，导致快速再生期延长．当来流流量为14.0～19.6g/s时，碳黑氧化燃烧剧烈，CO2体积分数在19.6g/s时达到最高．因为随着流量的增大，单位时间来流气体中O2质量增加，更多CO 被消耗，导致CO2体积分数增加．当来流流量为22.4g/s时，随着热量在DPF后端的聚集，载体内部最高温度出现峰值，此时燃烧最为剧烈，CO体积分数开始出现波峰．随着大量的CO会被消耗，CO体积分数会急剧降低，但由于来流流量较大，DPF载体内部最高温度的峰值温度持续时间延长，载体内部碳黑继续氧化燃烧，从而导致CO体积分数再次升高，形成双波峰．之后随着载体内部最高温度的降低，CO 和CO2体积分数逐渐下降，开始进入缓慢再生期．当来流流量为25.2g/s时，由于来流流量较大，因而升温阶段的时间延长到708s．在快速再生期，随着来流气体的热量不断在载体后端堆积，从而导致CO和CO2的体积分数增加．在缓慢再生期，由于热量堆积载体内部温度较高，碳黑会逐渐氧化，因而CO和CO2的体积分数并不会马上降低到升温前的状态．2.2.2不同来流流量下DPF出口的颗粒排放特性图9为不同来流流量(工况6～10)下DPF出口的颗粒排放特性．升温阶段的颗粒物数量浓度均出现波峰(增加约1个数量级)，且平均粒径以50nm以下核态颗粒为主．当来流流量为25.2g/s时，在快速再生期的颗粒物数量浓度和平均粒径均未出现波峰，且50nm以上积聚态的大粒径颗粒明显减少．其原因是：在升温阶段，因为DPF内部沉积的碳黑受到被加热的来流气体冲击使得气体黏度增加，所以吸附在DPF载体内部的碳黑颗粒容易脱落，导致颗粒物数图9不同来流流量下DPF出口的颗粒排放特性Fig.9Particle emission characteristics of DPF outlets at different flow rates2021年5月孟忠伟等：DPF 再生时出口气体和颗粒排放特性的试验 ·263·量浓度均出现波峰；同时流量越大，颗粒物数量浓度的峰值越明显，且以50nm 以下逃逸能力较强的核态颗粒物为主．在来流流量为25.2g/s 时，由于来流气体会带走更多的热量，使得载体内部最高温度并未继续出现温度波峰．此时，碳黑颗粒没有剧烈燃烧，而是进行缓慢氧化，使得50nm 以上的积聚态颗粒明显减少，因而在快速再生期的颗粒物数量浓度和平均粒径并未继续出现波峰．此外，在缓慢再生期，25.2g/s 的大流量会导致更多的颗粒随着来流气体带出DPF ，使得DPF 出口的颗粒物数量浓度会略高于其他来流流量．2.2.3 DPF 内剩余碳黑质量分数和实时效能比图10为不同来流流量下DPF 内剩余碳黑质量分数和实时效能比的变化．DPF 内剩余碳黑质量分数在快速再生期明显下降，实时效能比在来流流量为14.0g/s 时最高，在25.2g/s 时最低．其原因是：在快速再生期，较小的流量使得载体内部最高温度更容易形成温度波峰，即局部高温，将导致碳黑氧化燃烧剧烈程度增加，使得DPF 内剩余碳黑质量分数明显下降．在来流流量为14.0g/s 时，载体内部出现严重的局部高温，最高温度达到约1200℃，其效能比在所有流量中为最高，峰值为9.94×10-8 J -1．这和再生温度对效能比的影响类似，小流量下载体容易形成局部高温，再生效率较高，也能获得较大的效能比．但此时载体内部的局部高温容易造成DPF 载体的热熔损坏，需要综合进行权衡．在来流流量为22.4～25.2g/s 时，虽然加热器投入的能量不断增大，但由于大流量下来流的冷却作用明显增加，使得剩余碳黑的质量分数下降缓慢，因而再生效率不高；此时，来流流量的增大将导致能量利用率不高．图10 不同来流流量下DPF 内剩余碳黑质量分数和实时效能比Fig.10 Mass percentage of residual carbon black and real -time efficiency ratio in DPF at different flow rates2.3 不同阶段下DPF 的再生效率变化图11为不同再生温度(工况1～5)和不同来流流量(工况6～10)下DPF 的再生效率变化．随着再生温度的升高，再生效率从9%增加到88%．当再生温度为575℃时，缓慢再生期的再生效率达到最高(43%)；同时不同来流流量的快速再生期的再生效率在整个再生过程中占主要比例．其原因是：随着再生温度的升高，颗粒物的氧化速率逐渐增加，相同再生时间内氧化燃烧的碳黑增多，使得再生效率不断增加．当再生温度提升为575℃时，缓慢再生期的载体内部最高温度达到600℃左右，释放的CO 和CO 2体积分数增加，使得再生效率达到43%．随着来流流量的逐渐增加，虽然升温阶段的时间明显增加，但是由于CO 和CO 2的释放集中在快速再生期，因而使得快速再生期的再生效率占比达到80%左右．图11 不同工况下DPF 的再生效率变化Fig.11Regeneration efficiency of DPF under differentconditions3 结论(1) 随着再生温度的升高，快速再生期的时间缩短，DPF 出口CO 和CO 2体积分数逐渐增大，再生效率和效能比增加；在快速再生期后，效能比会逐渐降低，增加的再生能量不能提升再生效率．(2) 升温阶段，DPF 出口颗粒均以50nm 以下的核态颗粒排放为主，颗粒物浓度增加约1个数量级；在快速再生期，当载体内部出现局部高温时，排放颗粒则以50nm 以上的积聚态颗粒为主，颗粒物浓度最大增加约3个数量级；在缓慢再生期，随着再生温度的增加，颗粒物浓度和平均粒径均呈现逐渐增加的趋势．(3) 随着来流流量的增加，来流的冷却作用越明显，导致CO 和CO 2体积分数逐渐减少，但对DPF 出口的颗粒数量排放却有逐渐增加的趋势；在来流流量增加到25.2g/s 时，50nm 以上的积聚态颗粒明显减少，但其再生效率和效能比也最低．(4) 再生流量较小有利于载体内部形成局部高温，导致获得较高的效能比和再生效率；效能比在来流流量为14.0g/s 时达到最高．·264·内燃机学报第39卷第3期参考文献：［1］Duvvuri P P，Sukumaran S，Shrivastava R K，et al.Modeling soot particle size distribution in diesel engines[J]. 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DPF再生技术的分析和研究

DPF再生技术的分析和研究一、引言随着世界工业化进程的不断加速，污染问题也日益凸显。

其中，柴油车尾气中的微小颗粒比较难以处理，它们通过排放管道排出来的时候，会污染大气环境而引起人体健康问题。

因此，研究柴油颗粒过滤器（DPF）再生技术是一个有意义、有必要的课题。

DPF再生技术能够解决柴油车废气排放中颗粒物的处理问题，使其符合环保法规要求。

本论文的主要目的是探讨DPF再生技术的原理、特点和发展趋势。

二、DPF再生技术概述DPF是一种用于收集柴油车颗粒物的过滤器。

随着颗粒物的积累，DPF会逐渐减少发动机的效率和输出功率。

因此，DPF需要定期清洗，通常包括机械方法、化学方法和热方法。

其中，DPF再生技术指的是使用热源使过滤器内的颗粒物燃烧，以保持燃油经济性能和减少污染。

DPF再生技术的基本原理是在DPF过滤器中，通过加热使颗粒物发生氧化还原反应并将其转化为水和二氧化碳。

它可以运用三种方式来激活DPF过滤器，分别为主动再生、被动再生和强制再生。

主动再生指的是在柴油车运行时，DPEC控制单元检测到DPF过滤器已被堵塞，在车辆行驶时的高温高速的运转模式下，通过引导燃油并给予额外的热源燃烧来自动再生DPF过滤器。

而被动再生则是指运行在城市开车的车辆行驶中，车辆的高速运行情况很少。

此种情况下则经由生产商的特殊设计，让DPF过滤器运行在低温下，使其获得额外的热量加以再生。

而在强制再生方面，则是由人工控制使DPF过滤器加热，达到被动再生的温度。

常用的方法是利用引擎控制单元（ECU）存储的维护码或专业诊断仪器生成的指令来控制引擎转速，从而获得运行所需的热量。

三、DPF再生技术的特点DPF再生技术的特点主要表现在以下几个方面：（1）对环境友好。

DPF再生技术可以减少柴油车排放的颗粒物，使之符合环保要求，保护环境和人类健康。

（2）具有经济性。

使用DPF再生技术，可以有效地延长DPF 过滤器的使用寿命，减少更换的次数，节省维护成本和使用成本。

国六轻型汽车超细颗粒排放特性研究

国六轻型汽车超细颗粒排放特性研究
赖益土
【期刊名称】《车辆与动力技术》
【年(卷),期】2022()2
【摘要】国内外汽车排放标准对空气动力学直径23 nm以上的固态颗粒提出控制要求,未对23 nm以下的颗粒做要求.文章采用满足PMP工作组技术要求的23 nm 以下颗粒测试设备,选取6辆国六阶段轻型汽车,研究不同排放控制技术路线车辆在全球统一工况(WLTC)下的颗粒物排放特性.研究发现,在WLTC循环实验中,国六进气道喷射(PFI)车辆在超高速阶段产生大量10~23 nm的固态颗粒物,循环Sub23增量达到120%~150%;国六缸内直喷(GDI)和混合喷射(MxI)车辆Sub23增量在40%~60%之间;国六柴油颗粒捕集器(DPF)或汽油颗粒捕集器(GPF)车辆的Sub23增量在0~20%左右,DPF和GPF对SPN23和SPN10颗粒排放有较好的过滤作用.同时,WLTC循环颗粒瞬态排放特性和各速度段排放结果表明,冷起动仍是车辆SPN23和SPN10排放的主要阶段.
【总页数】4页(P52-55)
【作者】赖益土
【作者单位】厦门环境保护机动车污染控制技术中心
【正文语种】中文
【中图分类】U467.1
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3.聚甲氧基二甲醚对发动机超细颗粒排放特性影响的试验研究
4.EGR对轻型柴油机超细颗粒排放的影响
5.城市道路轻型汽油车细颗粒物的排放特性
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DPF对柴油车气态及颗粒物污染物排放的影响.

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粒径／Ｂｍ
图４
ＤＰＦ之前取样的粒径分布
ＤＰＦ后颗粒物浓度粒径
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粒径／Ｂｍ
图５
ＤＰＦ之后取样的粒径分布
０．１６
０．１４—８５．６６％
ＮＯ，／（ｇ／ｋｍ）２．３１２．３４２．３３２．６８２．５９
２．６３
１３．２２％
Ｃ０２（ｇ／ｋｍ）２５９．００２５９．００２５９．００２９２．００２９４．００２９３．００１３．１３％
ＰＭ／（ｍｇ／ｋｍ）
３８４．１７
３８２．３２
３８３．２５
１８１．１０
１６９．７３
１７５．４２
排气颗粒物从质量浓度和数量浓度两个方面的分析表明，ＤＰＦ对颗粒物质量的降低可以达到９８％，而对颗粒物数目的降低
效果更可以达到９９．６％。同时，研究也发现，ＤＰＦ对冷起动下车辆颗粒物排放也有很好的过滤效果。但是在市郊工况的特殊情况ＤＰＦ会发生异常再生，车辆ＰＭ下降仅约为５５％，过滤效果大大降低。
【关键词】ＤＰＦ颗粒物质量浓度数量浓度
６．００Ｅ＋０７
５００Ｅ＋０７
ｎ量４．００Ｅ＋０７
交
３．００Ｅ＋０７
蠖
晋２．００Ｅ＋０７
糕
ｐ
Ｅ
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１．００Ｅ＋０７
Ｏ００Ｅ＋００
２．５０Ｅ＋０５

DPF对柴油车颗粒物排放的影响研究

DPF对柴油车颗粒物排放的影响研究徐月云;方茂东;侯献军【摘要】利用ELPI(电子低压冲击器)对加载DPF的柴油车分别在DPF前后和未安装DPF时进行取样,能有效研究颗粒物排放状况以及颗粒物数量浓度和质量浓度在粒径上的分布.研究发现,安装DPF后将增加车辆发动机排放的颗粒物数量和质量,但经过DPF过滤后,颗粒物质量和数量都会大幅减少,过滤效果良好.【期刊名称】《汽车科技》【年(卷),期】2010(000)002【总页数】4页(P28-31)【关键词】颗粒物排放;过滤效率;粒径分布;数量浓度;质量浓度【作者】徐月云;方茂东;侯献军【作者单位】武汉理工大学汽车工程学院,武汉,430070;中国汽车技术研究中心,天津,300162;武汉理工大学汽车工程学院,武汉,430070【正文语种】中文【中图分类】U473.9与汽油车相比，柴油车最大的问题是颗粒物污染，这些污染物正好处于人的呼吸带，而这些颗粒物中含有直接危害人体健康的苯系物、多环芳烃等致癌物。

因此，净化柴油机颗粒物是解决柴油车排放污染的一个重要问题。

颗粒捕集器（DPF）作为降低颗粒排放的后处理装置，能够大幅度地降低颗粒物排放，目前欧洲在引入柴油车排放后处理方面已经取得了一定的成果。

而在我国，随着排放法规的日益严格，要达到国IV以及将来的国V标准，DPF的使用将是一个必然的措施［1］。

因此，了解DPF对颗粒物的过滤特性，特别对颗粒物不同粒径的过滤效率，显得越来越重要。

本文利用电子低压冲击器（ELPI，Electrical Low Pressure Impactor）设备，测试柴油车颗粒物排放状况及粒径分布，由此研究柴油车辆加装颗粒物捕集器前后的颗粒物排放，全面地评价DPF对柴油车颗粒物排放特性的影响。

1 试验方法及设备1.1 试验测试方法及装置试验方案为在试验室运行NEDC，预处理阶段用ELPI采集DPF之后的颗粒物排放浓度，在正式试验时，利用ELPI在DPF之前取样，获得DPF之前的颗粒物排放浓度。

内燃柴油叉车柴油机颗粒物滤清器DPF的研究

内燃柴油叉车柴油机颗粒物滤清器DPF的研究
薛文灵;李勇
【期刊名称】《内燃机与配件》
【年(卷),期】2024()9
【摘要】本文主要研究安装在柴油内燃叉车排气系统中,通过过滤来降低排气中颗粒物(PM)的装置—柴油机颗粒物滤清器系统(Diesel Particulate Filter,后简称DPF)。

DPF技术中国是从上个世纪80年代开始组织进行研究,2012年开始对于DPF的材质和DPF的再生问题有了一定的成果,2016年4月1日全面实施国Ⅲ标准后更是推动其大步前进,中国知名叉车企业也纷纷开始开发配置带DPF康明斯发动机的内燃柴油叉车。

随着2022年有实施的国Ⅳ标准,DPF技术在中国的大规模商用已具备成熟的市场,因此从叉车颗粒物的排放、DPF技术和其发展、DPF系统的拆装和改装来进行叉车柴油机颗粒物滤清器DPF研究。

【总页数】4页(P54-57)
【作者】薛文灵;李勇
【作者单位】柳州市第二职业技术学校
【正文语种】中文
【中图分类】TK421.5
【相关文献】
1.FBC-DPF在柴油机颗粒物控制中的应用研究
2.柴油机DPF后颗粒物排放研究
3.税务筹划对企业财务管理产生的影响研究
4.DPF对柴油机颗粒物的捕集特性的影响研究
5.沉积不同碳载量DPF对柴油机颗粒物数量排放特征影响
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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＠１２６ｃｏｍ㊂ＤＯＩ：１０１９４６６／ｊｃｎｋｉ１６７４－１９８６２０１９１１０２２ＤＰＦ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１１㊀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２５０４５０ħ㊂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㊂１２㊀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㊂１３㊀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６００６５０ħ，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㊂１４㊀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㊂１５㊀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。

DOC+DPF对柴油机颗粒物排放特性的影响研究

10.16638/ki.1671-7988.2021.03.038DOC+DPF对柴油机颗粒物排放特性的影响研究*贾传德，李贵麒，张强，李宁（广西理工职业技术学院，广西崇左532200）摘要：以某型高压共轨柴油机为研究对象，研究试验样机加装DOC＋DPF 后处理装置对其颗粒排放特性的影响。

结果表明：试验样机连接DOC＋DPF后，颗粒物排放显著降低，在中高转速下，转化率平均在97%以上；在中低转速DOC+DPF对积聚态颗粒净化效率高于核模态颗粒，在1030rpm下，颗粒物总数量下降89%，总质量下降33%；在1200rpm下，颗粒物总数量下降96%，总质量下降77%。

在1030rpm和1600rpm除了70%负荷外，DOC+DPF 前的NO2/NO X比值都高于DOC+DPF后的，DOC+DPF后的NO2/NO X比值随负荷增加先减小后增加。

关键词：DOC+DPF；颗粒排放；数量浓度；NO2/NO X中图分类号：U473.9 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)03-125-04The Effect of DOC + DPF on the Emission Characteristics ofDiesel Particulate Matter*Jia Chuande, Li Guiqi, Zhang Qiang, Li Ning（Guangxi Polytechnic V ocational Institute of Technical, Guangxi Chongzuo 532200）Abstract: A high pressure common rail diesel engine was studied, the effects of a DOC+DPF on the particulate emission characteristics of a pilot plant were investigated. The results showed that the particulate matter emission was significantly reduced when DOC + DPF was connected to the test prototype, and the average conversion was above 97% at medium and high rotating speeds, and the purification efficiency of the accumulated particulate matter by DOC+DPF at medium and low rotating speeds was higher than that by nuclear modal particles at 1030 rpm, the total quantity of particles decreased by 89% and the total mass decreased by 33%, at 1200rpm, the total quantity of particles decreased by 96% and the total mass decreased by 77%. At 1030 rpm and 1600 rpm, except for 70% load, the NO2/NO X ratio before DOC+DPF was higher than that after DOC+DPF. The NO2/NO X ratio after DOC+DPF decreased first and then increased with the increase of load. Keywords: DOC+DPF; Particulate emissions; Quantity concentration; NO2/NO XCLC NO.: U473.9 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)03-125-04引言柴油机在动力性、经济性方面具有突出优势，但随着排放法规的日益严格，柴油机NO X和PM排放问题一直是控制的难点。

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。