DOC和金属滤芯DPF对柴油机排气碳烟石墨化程度及氧化活性的影响
发布时间：2021-03-26 08:02
开展DOC和金属滤芯DPF对柴油机排气碳烟石墨化程度和氧化活性影响规律的研究,并分析了石墨化程度与氧化活性的相关性。结果表明:柴油机排气碳烟中2种方法所获得石墨化程度(AG/AD1和R值)及氧化反应表观活化能（Ea）分别处于0.205～0.293、0.094～0.136及138.9～168.1 k J/mol之间;原机排放碳烟的AG/AD1、R值和Ea均随转速的升高而下降,随负荷的升高而提高;DOC处理后碳烟的AG/AD1、R值和Ea显著提高,且涨幅也基本上随转速的升高而下降,随负荷的升高而提高;多数工况下,金属滤芯DPF对AG/AD1、R值及Ea的影响极小;DOC处理前、后碳烟中AG/AD1或R值与Ea有一定相关性,且Ea对AG...
【文章来源】：小型内燃机与车辆技术. 2020,49(05)
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
柴油机排气碳烟取样平台示意图
本文还基于EELS技术开展了DOC、金属滤芯DPF对排气碳烟石墨化程度影响规律的研究，结果如图3所示。从中可以看出，不同工况、不同取样点位碳烟的R值处于0.094～0.136之间，表明本文所取样各种碳烟中大π键SP2杂化碳原子的含量远低于碳碳双键SP2杂化碳原子的含量。相同转速下，原机排放碳烟的R值随负荷的增加而提高：A、B、C转速下，负荷从50%提升到100%时，R值的涨幅分别为16.3%、17.3%和16.0%，表明不同转速下，R值对负荷的敏感度均较高。50%和100%负荷下，随转速增加，R值均逐渐下降，从A转速提升到C转速，R值的降幅分别为9.6%和9.9%，表明不同负荷下，R值对转速的敏感度也相近。对比2.1的研究结果，尽管在定量结果上有差异，但转速和负荷对R值的影响规律与它们对AG/AD1的影响规律在定性结果上非常相似，表明RSS和EELS 2种方法在柴油机排气碳烟石墨化程度评价方面具有密切的关联。
本文基于热重分析技术开展了DOC、金属滤芯DPF对排气碳烟氧化活性影响规律的研究，结果如图4所示。从中可以看出，本文所取样碳烟的Ea处于138.9～168.1 k J/mol之间。相同转速下，原机排放碳烟的Ea随负荷的上升而提高，A、B、C转速下，负荷从50%提升到100%,Ea的涨幅分别为6.1%、4.1%和2.6%，表明随转速增加，碳烟氧化活性（Ea）对负荷的敏感度逐渐降低。50%和100%负荷下，随转速的增加，Ea逐渐降低，从A转速提升到C转速，Ea的降幅分别为7.2%和10.3%，表明高负荷时，转速对Ea的作用效果略有提高。对比2.1和2.2，转速和负荷对Ea的影响规律与它们对AG/AD1和R值的影响规律非常相似。柴油机排气碳烟的石墨化程度越高（AG/AD1和R值越大），碳烟内部石墨晶形碳原子的含量越大，而由于石墨晶形碳原子比非石墨晶形碳原子及其它杂质的氧化活性更低，从而导致PM整体氧化活性下降，Ea升高。
【参考文献】：
博士论文
[1]甲烷火焰中碳烟颗粒物理化学特性演化规律的研究[D]. 汪晓伟.天津大学 2015
[2]不同燃料对柴油机排气颗粒物的影响研究[D]. 郝斌.天津大学 2014
[3]不同特性燃料条件下柴油机缸内微粒纳观结构、表面官能团及氧化活性的研究[D]. 王林.天津大学 2012
[4]柴油机缸内微粒的微观结构、表面官能团及氧化特性研究[D]. 张炜.天津大学 2010
本文编号：3101274
【文章来源】：小型内燃机与车辆技术. 2020,49(05)
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
柴油机排气碳烟取样平台示意图
本文还基于EELS技术开展了DOC、金属滤芯DPF对排气碳烟石墨化程度影响规律的研究，结果如图3所示。从中可以看出，不同工况、不同取样点位碳烟的R值处于0.094～0.136之间，表明本文所取样各种碳烟中大π键SP2杂化碳原子的含量远低于碳碳双键SP2杂化碳原子的含量。相同转速下，原机排放碳烟的R值随负荷的增加而提高：A、B、C转速下，负荷从50%提升到100%时，R值的涨幅分别为16.3%、17.3%和16.0%，表明不同转速下，R值对负荷的敏感度均较高。50%和100%负荷下，随转速增加，R值均逐渐下降，从A转速提升到C转速，R值的降幅分别为9.6%和9.9%，表明不同负荷下，R值对转速的敏感度也相近。对比2.1的研究结果，尽管在定量结果上有差异，但转速和负荷对R值的影响规律与它们对AG/AD1的影响规律在定性结果上非常相似，表明RSS和EELS 2种方法在柴油机排气碳烟石墨化程度评价方面具有密切的关联。
本文基于热重分析技术开展了DOC、金属滤芯DPF对排气碳烟氧化活性影响规律的研究，结果如图4所示。从中可以看出，本文所取样碳烟的Ea处于138.9～168.1 k J/mol之间。相同转速下，原机排放碳烟的Ea随负荷的上升而提高，A、B、C转速下，负荷从50%提升到100%,Ea的涨幅分别为6.1%、4.1%和2.6%，表明随转速增加，碳烟氧化活性（Ea）对负荷的敏感度逐渐降低。50%和100%负荷下，随转速的增加，Ea逐渐降低，从A转速提升到C转速，Ea的降幅分别为7.2%和10.3%，表明高负荷时，转速对Ea的作用效果略有提高。对比2.1和2.2，转速和负荷对Ea的影响规律与它们对AG/AD1和R值的影响规律非常相似。柴油机排气碳烟的石墨化程度越高（AG/AD1和R值越大），碳烟内部石墨晶形碳原子的含量越大，而由于石墨晶形碳原子比非石墨晶形碳原子及其它杂质的氧化活性更低，从而导致PM整体氧化活性下降，Ea升高。
【参考文献】：
博士论文
[1]甲烷火焰中碳烟颗粒物理化学特性演化规律的研究[D]. 汪晓伟.天津大学 2015
[2]不同燃料对柴油机排气颗粒物的影响研究[D]. 郝斌.天津大学 2014
[3]不同特性燃料条件下柴油机缸内微粒纳观结构、表面官能团及氧化活性的研究[D]. 王林.天津大学 2012
[4]柴油机缸内微粒的微观结构、表面官能团及氧化特性研究[D]. 张炜.天津大学 2010
本文编号：3101274
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