论文部分内容阅读
随着柴油机排放法规的日益严格,壁流式微粒捕集器已逐步成为降低柴油机微粒排放的必备装置。与喷油助燃、微波加热等主动再生技术相比,连续再生技术具有成本低廉、再生窗口宽、无需外加热源和控制系统等优点,已成为多数厂家采用的主流再生技术之一,但是研究表明,在低温区域,壁流式微粒捕集器连续再生系统的工作性能表现依旧不甚理想,时常会造成排气背压过高的现象,直接影响到系统的工作寿命,同时对发动机的动力性和经济性也有很大影响,如何提高微粒捕集器在低温区域工作表现的稳定性和可靠性一直是该技术进一步推广应用亟需解决的问题。为此,本文以国家“863”项目(2008AA11A116)、国家自然科学基金项目(50876027)和国家自然科学基金项目(51176045)为依托,应用数值模拟方法对低温区域连续再生式微粒捕集器的再生特性进行了研究,论文主要研究工作和创新之处如下:(1)建立了氧化催化转化器(DOC)化学反应动力学模型,并基于数值模拟的方法,研究了排气参数(排气流量、排气温度、O2浓度、NO浓度)和载体结构参数(体积、长径比、孔密度、孔道壁厚)对DOC工作性能的影响,为DOC的结构优化和性能改善提供了一定的理论依据。(2)建立了一维准稳态壁流式微粒捕集器NO2辅助再生数学模型,通过改变过滤体入口排气参数(排气流量、排气温度、O2浓度、NOX浓度、m(NOX)/m(PM))和过滤体结构参数(长度、孔道密度、孔道宽度)等影响因素,分析了壁流式微粒捕集器NO2辅助再生特性和压降特性,为连续再生系统中DPF的性能优化提供依据。(3)提出将连续再生“平衡点”对应压降作为稳态工况下CR-DPF系统的性能评价指标,并基于数值模拟结果,利用灰色关联分析方法对DOC入口处的排气参数对再生平衡点的影响权重进行分析,得到了DOC与DPF体积比对系统净化效率和压降特性的影响规律。