连续再生式柴油机颗粒捕集器的仿真与试验研究

发布时间：2017-09-29 21:48

  本文关键词：连续再生式柴油机颗粒捕集器的仿真与试验研究

  更多相关文章： 被动再生 DOC+DPF系统 AVL FIRE 数值模拟 燃油添加剂

【摘要】：自柴油机问世以来,就以良好的动力性、燃油经济性得到了广泛的应用。随着国家排放法规的日趋严峻,壁流式颗粒捕集器(Diesel Particulate Filter, DPF)已被公认为降低柴油机微粒排放的最有效技术。与其他再生方法相比,连续再生式颗粒捕集器(DOC+DPF)是一种完全被动再生技术,具有广阔的发展前景。本文利用AVL FIRE软件建立了DOC+DPF系统的三维仿真模型,分别对DOC和DPF的工作特性的影响因素进行了分析研究,为DOC+DPF系统中的DOC和DPF的结构改良及性能优化提供了一定的依据。利用台架试验,在柴油中加入—定燃油添加剂(Fuel Borne Catalyst, FBC),考察添加剂在柴油中的稳定性以及对DOC+DPF系统工作过程和性能的影响。主要研究工作如下：(1)分别对DOC+DPF系统的两大组成部分做了介绍：DOC的结构,DPF的结构、材料、过滤原理；DOC+DPF系统的再生原理；建立了DOC+DPF的数学理论模型。(2)利用AVL FIRE软件改变DOC入口排气参数和结构参数来模拟DOC对污染物净化效率和DOC压降的影响；改变DPF入口排气参数,探求入口排气参数对DPF微粒沉积量的影响,为DOC+DPF系统结构的优化和改进提供一定的参考。(3)通过台架试验研究了燃油添加剂对DOC+DPF系统的再生性能的影响。结果表明,燃油添加剂在国Ⅳ柴油中的稳定性良好；能够降低DOC+DPF系统的平衡点温度；在一定程度上减缓碳烟在DPF上的沉积速度；还能缩短DOC+DPF系统的再生时间,提高再生的效率。
【关键词】：被动再生 DOC+DPF系统 AVL FIRE 数值模拟 燃油添加剂
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK421.5
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• abstract9-15
• 第一章 绪论15-27
• 1.1 引言15
• 1.2 颗粒物的组成及生成机理15-19
• 1.2.1 汽油机颗粒物的组成及生成机理15-16
• 1.2.2 柴油机颗粒物的组成与特征16-17
• 1.2.3 柴油机颗粒物的生成机理17-19
• 1.3 国内外柴油车排放法规介绍19-24
• 1.3.1 国外车用柴油车排放法规19-23
• 1.3.2 国内车用柴油机排放法规23-24
• 1.4 减少颗粒物排放的控制技术24-25
• 1.5 连续再生技术国内外的研究现状25-26
• 1.6 本文研究意义及主要内容26-27
• 第二章 连续再生式颗粒捕集器及理论模型27-45
• 2.1 DOC简介27-30
• 2.1.1 DOC结构27-29
• 2.1.2 DOC反应机理29-30
• 2.2 DPF介绍30-36
• 2.2.1 过滤材料的选择和结构30-32
• 2.2.2 DPF的过滤机理32-33
• 2.2.3 DPF的再生方法33-36
• 2.3 连续再生式颗粒捕集器的数学模型36-44
• 2.3.1 DOC载体区域控制方程36-39
• 2.3.2 DPF的物理模型及控制方程组39-43
• 2.3.3 腔体区域控制方程组43-44
• 2.4 本章小结44-45
• 第三章 基于AVL FIRE的模型建立45-60
• 3.1 CFD仿真计算及AVL FIRE软件简介45-46
• 3.2 连续再生式微粒捕集器三维实体搭建及参数设置46-48
• 3.3 试验模型验证48-49
• 3.4 排气参数对DOC作性能的影响分析49-54
• 3.5 载体结构参数对DOC压降的影响54-56
• 3.6 排气参数对DPF性能的影响分析56-59
• 3.7 本章小结59-60
• 第四章 在用车改造中FBC对DOC+DPF的性能影响试验60-74
• 4.1 试验方案60
• 4.1.1 试验方案60
• 4.2 试验条件60-64
• 4.2.1 试验台架60-62
• 4.2.2 试验用DOC和DPF系统62
• 4.2.3 试验工况62-64
• 4.3 试验结果64-73
• 4.3.1 FBC稳定性测试64-65
• 4.3.2 FBC对PM排放的影响65-68
• 4.3.3 平衡点温度68-70
• 4.3.4 FBC对DPF加载再生的影响70-73
• 4.4 本章小结73-74
• 第五章 全文总结及工作展望74-76
• 5.1 全文总结74
• 5.2 工作展望74-76
• 参考文献76-80
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况80

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本文编号：944422