




版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶(hù)提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、缸內(nèi)后噴對(duì)CDPF溫度特性及再生效率的影響摘要:隨著排放法規(guī)的日益嚴(yán)格,DOC+CDPF己經(jīng)成為降低柴油機(jī)排放C0、THC和顆粒物的主流技術(shù)。而CDPF再生是目前技術(shù)發(fā)展的主要阻礙之已經(jīng)成為各個(gè)科研單位的主要研究方向,用缸內(nèi)后噴的再生方式來(lái)使尾氣溫度提升至CDPF的起燃溫度有著簡(jiǎn)化供油系統(tǒng)、節(jié)省系統(tǒng)空間等優(yōu)點(diǎn)。本文主要研窕的是再生過(guò)程中缸內(nèi)后噴對(duì)DOC、CDPF的影響,發(fā)現(xiàn)缸內(nèi)后噴可以使尾氣達(dá)到DOC的起始工作溫度,而次后噴可以使D0C出口溫度達(dá)到CDPF的再生溫度。試驗(yàn)過(guò)程中良好的控制了CDPF入口再生溫度,得到了再生效率的變化規(guī)律,在500°C,20min工況下再生效率達(dá)到98%
2、,滿(mǎn)足再生要求,并且總結(jié)了一種標(biāo)定的試驗(yàn)方法,為以后研究的進(jìn)行積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞:柴油機(jī)后處理;DOC:CDPF:缸內(nèi)后噴:再生中圖分類(lèi)號(hào):TK427文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:BEffectofIn-cylinderBackfireonCDPFTemperatureandRegenerationEfficiencyAbstract:With(heincreasinglystringentemissionregulations,DOC+CDPFhasbecomethemainstreamtechnologytoreducetheemissionofCO.THCandparticulatematterin
3、dieselengines.CDPFregenerationisoneofthemainobstaclestothedevelopmentoftechnologyatpresent,hasbecomethemainresearchdirectionofeachresearchunit.Aftertheregenerationofthecylinder,theexhaustgastemperatureisincreasedtoCDPF,theignitiontemperaturehas(headvantagesofsimplifying(hefuelsupplysystem,savingthes
4、ystemspaceandsoon.ThemainresearchofthispaperistostudytheinfluenceofDOCandCDPFinthecylinderaftertheregenerationprocess.Thestudyfoundthatafter(hecylindercanmaketheexhaustgastoachievetheDOCoftheignitiontemperature,andthesecondafterthespraycanmaketheDOCoutlettemperatureofCDPFoftheregenerationtemperature
5、.Intheprocessoftheexperiment,theregenerationtemperatureofCDPFinletiscontrolled,thechangelawofregenerationefficiencyisobtained.At500°C,20minundertheconditionsoftheregenerationefficiencyreached98%,(omeettherequirementsofregeneration.Andacalibrationtestmethodissummarized,whichhasaccumulatedvaluabl
6、eexperienceforfutureresearch.Keywords:Dieselaftertreatment;DOC;DPF;cylinderpost-injection;regeneration。引言目前,解決柴油機(jī)顆粒物排放最有效、最通用的后處理技術(shù)是在排氣管后加裝柴油顆粒捕集器(DPF),它的捕集效率可以達(dá)到90%以上,大大降低了顆粒物排放。但是DPF有兩大關(guān)鍵技術(shù)尚未完全解決,一是材料,二是再生技術(shù)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外各大科研單位、生產(chǎn)廠商就DPF的再生過(guò)程展開(kāi)了深入的研究。1DPF的再生技術(shù)表1DPF的再生方式主動(dòng)再生被動(dòng)再生燃燒器噴油加熱再生電加熱再牛.微波加熱再生紅外加熱再生燃料
7、添加劑催化再生連續(xù)再生過(guò)濾系統(tǒng)(CRT)催化連續(xù)再生過(guò)濾系統(tǒng)(CCRT)DPF的再生技術(shù)分為兩種:主動(dòng)再生與被動(dòng)再生。表1列出了各種主要的再生方式川。在DPF的諸多再生方法之中,研究力度最大且應(yīng)用范圍最廣的是噴油助燃,基本上可以將其分為以下三種:一是燃燒器噴油助燃再生,該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于控制,但排氣流速大,難以形成火焰同;二是氧化催化轉(zhuǎn)化器(DOC)上游排氣管內(nèi)二次燃油噴射(SF1)再生,該再生系統(tǒng)利用燃油在DOC內(nèi)的氧化放熱提高排氣溫度,但需考慮多個(gè)因素的影響,如燃油噴霧特性、噴油壓力和溫度、噴油時(shí)刻、噴油最、噴油器的位置和噴油方位等等;三是缸內(nèi)次后噴(LPI)助燃再生【缸內(nèi)后噴再生是在D
8、PF再生開(kāi)始時(shí),噴油器在正常噴油的基礎(chǔ)上添加兩次后噴,第一次后噴緊隨主噴之后,燃油在缸內(nèi)燃燒,提高排氣溫度,使DOC達(dá)到正常工作溫度;第二次后噴靠近排氣門(mén)開(kāi)啟角,此時(shí)缸內(nèi)含有大量廢氣,溫度壓力較低,因此很少在缸內(nèi)燃燒,絕大多數(shù)進(jìn)入DOC氧化燃燒。LPI會(huì)少量增加發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和DOC入口溫度影響較小。增加尾氣中的HC濃度,通過(guò)DOC對(duì)HC的氧化放熱提高排氣溫度,實(shí)現(xiàn)DPF主動(dòng)再生。相對(duì)于其他方法而言,缸內(nèi)后噴利用發(fā)動(dòng)機(jī)原有的高壓共軌燃油噴射系統(tǒng),不需在系統(tǒng)中加入額外的噴油設(shè)備。在DPF需要再生時(shí),通過(guò)INCA操作界面,改變ECU的噴油MAP,保持進(jìn)氣量不變,在遠(yuǎn)離上止點(diǎn)的時(shí)
9、刻噴入燃油。安徽省艾可藍(lán)環(huán)保股份有限公司設(shè)計(jì)了一種DOC與催化型柴油顆粒捕集器(CDPF)組成的再生系統(tǒng),再生效率可以達(dá)到90%以上。目前DPF的主要發(fā)展方向是如何控制噴油的方式、時(shí)機(jī),既可以提高再生效率,又不會(huì)因?yàn)閲娪瓦^(guò)多造成二次污染。高壓共軌電控噴油系統(tǒng)的使用大大提高了噴油時(shí)機(jī)、噴油量的準(zhǔn)確度。2試驗(yàn)系統(tǒng)及裝置本試驗(yàn)使用東風(fēng)商用車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)廠生產(chǎn)型號(hào)為EQH160-40的柴油機(jī),發(fā)動(dòng)機(jī)詳細(xì)的技術(shù)參數(shù)參照表2。試驗(yàn)過(guò)程中使用的柴油滿(mǎn)足歐四標(biāo)準(zhǔn),硫含量不超過(guò)0.003%,滿(mǎn)足后處理催化器的應(yīng)用要求。后處理系統(tǒng)由安徽省艾可藍(lán)環(huán)保股份有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)的DOC、CDPF及連接管道組成。主要規(guī)格參數(shù)如
10、表3所示。哀2發(fā)動(dòng)機(jī)詳細(xì)參數(shù)分類(lèi)參數(shù)型號(hào)東風(fēng)EQH160-40排壁/L4.752最大輸出功率/kW118最大馬力160.0最大扭炬.轉(zhuǎn)速/r-min'11200-1600排放標(biāo)準(zhǔn)國(guó)四/歐四額定轉(zhuǎn)速/r-min12400最大扭矩/Nm6(X)表3后處理器參數(shù)參數(shù)DOCCDPF直徑/mm228.6228.6長(zhǎng)度/mm101.6254孔密度/cpsi400200壁厚/mm0.1016().3048轂體材料革育石菜吉石涂層材料PtK金屬貴金屬密度/g-cft-'40-圖1CDPF再生試驗(yàn)臺(tái)架實(shí)物圖圖2CDPF再生試驗(yàn)臺(tái)架示意圖發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架、后處理系統(tǒng)以及一些輔助設(shè)備的布置參照?qǐng)D1、圖
11、2。試驗(yàn)采用DW250型電渦流測(cè)功機(jī)、HORIBAMEXA1600DEGR尾氣分析儀和AVLSPC472顆粒物分析儀。3再生試驗(yàn)過(guò)程試驗(yàn)?zāi)康模?1) 確定噴油方式;(2) 進(jìn)行再生工況標(biāo)定,DOC入口溫度、CDPF入口溫度標(biāo)定;(3) 再生效率標(biāo)定。本試驗(yàn)采用DOC與CDPF組成尾氣后處理系統(tǒng),首先在試驗(yàn)前先將CDPF放入馬沸爐高溫氧化燃燒,除去水分、灰分、碳顆粒等雜質(zhì),冷卻一段時(shí)間后,用電子秤量得CDPF質(zhì)量。DOC雖然也是多孔介質(zhì),但是與CDPF存在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別。研究表明,在低轉(zhuǎn)速下,DOC對(duì)顆粒物有一定的過(guò)濾效果,但在中高轉(zhuǎn)速下,DOC對(duì)粒徑大于12()nm的顆粒物無(wú)明顯作用間。因此正常
12、情況下DOC不會(huì)出現(xiàn)堵塞顯現(xiàn),試驗(yàn)前也不需要在馬沸爐進(jìn)行高溫燃燒過(guò)程。然后將CDPF裝上發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架進(jìn)行灌煙,日的是讓CDPF滿(mǎn)載碳顆粒以進(jìn)行再生試驗(yàn).CDPF載體為堇青石,碳顆粒的裝載量約為3.0g/L。濯煙前后對(duì)CDPF稱(chēng)重,碳顆粒的重量控制在30g左右。灌煙時(shí)間可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)原排放試驗(yàn)時(shí)得到的碳顆粒流晨確定。本試驗(yàn)主要研究再生溫度和再生時(shí)間,工況設(shè)為以下幾種:480°C,20min>500°C,10min、500°C,15min、500笆,20min、520°C,20min。間。達(dá)到再生時(shí)間后,再生過(guò)程結(jié)束,取消發(fā)動(dòng)機(jī)后噴、次后噴,退出再生工況
13、,返回低怠速。在500°C,20min再生工況下噴油提前角與噴油量見(jiàn)表4,未進(jìn)入再生模式時(shí),后噴油量約40g/min,燃油消耗約4.8kg/h,空氣量約430kg/h;進(jìn)入再生模式后,后噴油量約35g/min,次后噴油量約6g/min,燃油消耗約12kg/h,空氣量約580kg/h左右。圖3再生前后的DPF入口對(duì)比圖3為CDPF入口在再生過(guò)程前后的對(duì)比??梢?jiàn),再生之后的CDPF,碳顆粒已經(jīng)燃盡,而且剩余的少量不可燃物,如碳酸鹽、硫酸鹽等雜質(zhì),并沒(méi)有堵塞孔隙。4試驗(yàn)結(jié)果分析4.1后噴對(duì)溫度特性的影響參數(shù)未再生再生轉(zhuǎn)速/r-min124002400主噴提前角尸-5-5后噴提前角尸-20-
14、20次后噴提前角-130-13()后唉油量/g-min'14035次后噴油量/g-inin106哀4噴油提前角及噴油圖4480°C,20min工況下的溫度特性試驗(yàn)開(kāi)始首先提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,由低怠速升至2400r/min。當(dāng)CDPF入口溫度升至150°C以上時(shí),推遲供油提前角、降低共軌噴油軌壓,并加入發(fā)動(dòng)機(jī)后噴,釋放Qg,以此升高發(fā)動(dòng)機(jī)出口尾氣溫度,將DOC入口溫度提升到300笆以上啊。當(dāng)DOC入口溫度達(dá)到300°C以上時(shí),達(dá)到DOC反應(yīng)溫度,加入發(fā)動(dòng)機(jī)次后噴,燃油可在DOC中燃燒釋放Q次枷,將CDPF入口溫度提升到預(yù)設(shè)的再生溫度。通過(guò)反饋調(diào)節(jié)次后噴油房:,控
15、制CDPF入口溫度穩(wěn)定維持在再生溫度一段時(shí)上圖為CDPF在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速24(X)r/min、怠速工況、再生溫度480°C、再生時(shí)間20min下的溫度特性示意圖。由圖中可見(jiàn),DPF入口溫度升至480笆的再生溫度后,各項(xiàng)溫度指標(biāo)非常平穩(wěn)。尾氣的渦后溫度比DOC入口溫度稍高,因?yàn)閺陌l(fā)動(dòng)機(jī)渦后到DOC由段長(zhǎng)度約1m的排氣管連接,存在一定熱量的散失。而DOC與CDPF距離較近,在中間縫隙處安置一個(gè)溫度傳感器,可以認(rèn)為DOC的出口溫度與CDPF的入口溫度相等。(b)500°C,20minDOC入口與出口溫度圖5DOC入口與出口的溫度特性600P、暑25050075010001250150
16、0t/s(a)480°C,20minDOC入口與出口溫度-200250500750100012501500t/s100P、始觀口Ynda圖5(b)所示,在試驗(yàn)開(kāi)始后約80s,DOC入口溫度緩慢上升至177°C,然后開(kāi)始在發(fā)動(dòng)機(jī)加入缸內(nèi)后噴,后噴燃料釋放的熱量提升了尾氣的溫度,渦后、DOC入口及CDPF入口溫度開(kāi)始急劇上升。圖5(a)中起始溫度為150°C,其溫度走勢(shì)與圖5(b)80s后的相同。兩種工況下,DOC入口溫度在上升至峰值335笆左右后逐漸穩(wěn)定至315°C,同時(shí)CDPF入II溫度仍在不斷升高至再生溫度??梢?jiàn),次后噴的燃油幾乎沒(méi)有在缸內(nèi)燃燒,而是隨
17、著尾氣進(jìn)入DOC后才開(kāi)始燃燒釋放熱量;而在這兩種工況下CDPF入口達(dá)到再生溫度時(shí),DOC的正常工作溫度為315°C.4.1.2后噴對(duì)DPF溫度特性的影響由圖4可知,試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)DOC入口溫度很低。開(kāi)始缸內(nèi)后噴,DOC、CDPF的入口溫度持續(xù)上升,CDPF出口溫度經(jīng)歷短暫下降后也在緩慢上升,然而DPF的出入口溫差卻在不斷增大,最大局達(dá)190°C。圖6480C,20min工況下CDPF出入口溫差圖6為480°C,20min工況下CDPF出入口溫差示意圖。當(dāng)DOC開(kāi)始燃燒,CDPF入口溫度開(kāi)始劇烈升高,同時(shí)CDPF出口溫度也有一定程度的上升。然而CDPF出入口溫差仍在不斷
18、增大,甚至達(dá)到峰值約190笆。而在85s時(shí)、溫差到峰值前約20s,CDPF的出口溫度開(kāi)始劇烈升高,此時(shí)CDPF入口溫度約為450°C。隨后,DOC與CDPF的溫度升至480°C短暫波動(dòng)后逐漸穩(wěn)定。CDPF入口溫度到480°C后試驗(yàn)進(jìn)行到20min,再生試驗(yàn)完成,停止缸內(nèi)后噴、次后噴。由圖4可見(jiàn)DOC的入口、出口溫度下降速度很快,而CDPF有著較強(qiáng)的蓄熱能力,致使CDPF出入口溫差很大,近200s后才逐漸降溫。4.2后噴對(duì)CDPF再生效率的影響表5各個(gè)工況下的再生效率再生B兄裝裁碳煙或量燃燒碳煙或量再生效率480'C.20min26.4g22.7g86%50
19、0'C,10min31.8g26.1g82%500C,ISmin30.1g26.9g89%500,C,20min33.6g32.9g98%500'C,25min31.2g31.6g101%520'C.20min30.7g31.1g101%表5與圖7顯示的是不同工況下CDPF的再生效率,可知在同為500笆再生溫度的工況下,再生時(shí)間越長(zhǎng),則再生效率越高。500°C的再生溫度條件下,隨著再生時(shí)間的增長(zhǎng),由10min至25min,再生效率也隨之升高。而到25min時(shí),由于存在些誤差,再生效率己約為100%o10080J60-402001210080J60-402001
20、211111'480X?.5oor.50005oor.soor.5201.20minlOmin15<nin20min25<nin20niin圖7再生效率示意圖從再生溫度的角度看,在再生時(shí)間同樣為20min的情況下,480、500、520°C的再生效率呈單調(diào)遞增的趨勢(shì),如上圖所示。可見(jiàn)在定條件下,溫度越高,CDPF的再生效率越高。但在實(shí)際應(yīng)用中,并沒(méi)有必要過(guò)于追求非常高的再生效率和過(guò)快的再生過(guò)程,因?yàn)樵礁叩脑偕鷾囟染托枰嗟娜加拖?,燃油?jīng)濟(jì)性隨之下降。同時(shí),催化器使用的貴重金屬涂層可能有所消耗甚至失效,而且催化器載體的使用壽命也會(huì)縮短,過(guò)高的溫度梯度會(huì)使過(guò)濾體熱
21、應(yīng)力過(guò)大,導(dǎo)致熱應(yīng)力失效、過(guò)濾體燒裂叫。因此,在實(shí)際應(yīng)用中要考慮多方面因素調(diào)整缸內(nèi)噴油策略。5結(jié)論(3) 在500°C,20min再生工況下CDPF再生效率達(dá)到98%,滿(mǎn)足要求。CDPF未進(jìn)入再生模式時(shí),后噴油量約40g/min;進(jìn)入再生模式后,后噴油量約35g/min,次后噴油量約6g/min:(4) 試驗(yàn)過(guò)程中平穩(wěn)的控制了CDPF入LI溫度,再生條件良好,可將缸內(nèi)后噴MAP寫(xiě)入整車(chē)ECU,從試驗(yàn)階段轉(zhuǎn)向?qū)嶋H應(yīng)用階段。參考文獻(xiàn)II劉祖普.缸外二次燃油噴射式DPF再生控制系統(tǒng)研發(fā)D.南京:東南大學(xué),2015.2程義琳.柴油機(jī)微粒捕集器再生過(guò)程載體溫度的控制D.長(zhǎng)春:吉林大學(xué).2012
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶(hù)所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶(hù)上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶(hù)上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶(hù)因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 電商運(yùn)營(yíng)專(zhuān)員崗位面試問(wèn)題及答案
- 電機(jī)研發(fā)助理崗位面試問(wèn)題及答案
- 財(cái)務(wù)顧問(wèn)崗位面試問(wèn)題及答案
- 太赫茲技術(shù)工程師崗位面試問(wèn)題及答案
- 上海市延安初級(jí)中學(xué)2025屆高一下化學(xué)期末質(zhì)量檢測(cè)試題含解析
- 2025屆云南省昭通市大關(guān)縣第二中學(xué)高二化學(xué)第二學(xué)期期末學(xué)業(yè)水平測(cè)試試題含解析
- 廣東省聯(lián)考聯(lián)盟2025屆化學(xué)高一下期末監(jiān)測(cè)模擬試題含解析
- 供水公司窨井管理辦法
- 檔案項(xiàng)目流程管理辦法
- 農(nóng)機(jī)人力資源管理辦法
- 2025區(qū)域型變電站智能巡視系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范
- 財(cái)務(wù)報(bào)表編制與審核合同模板
- 上海閔行區(qū)教育系統(tǒng)招聘實(shí)驗(yàn)員考試真題2024
- 建設(shè)部建設(shè)工程重大質(zhì)量安全事故應(yīng)急預(yù)案
- 2025年中航油招聘筆試參考題庫(kù)附帶答案詳解
- 2024年中國(guó)中高端電子鋁箔行業(yè)市場(chǎng)調(diào)查報(bào)告
- DB54∕T 0275-2023 民用建筑節(jié)能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
- 2025年人教版小學(xué)五年級(jí)英語(yǔ)(下冊(cè))期末試卷及答案
- 交通貨運(yùn)企業(yè)-隱患排查治理和防控制度
- 中煙公司財(cái)務(wù)管理制度
- 《學(xué)習(xí)雷鋒精神爭(zhēng)主題班會(huì)》課件
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論