【摘要】：隨著世界排放法規(guī)日漸嚴(yán)格,柴油機(jī)微粒捕集器以其良好的過濾效果和較低的使用環(huán)境要求等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)在國內(nèi)外柴油機(jī)后處理方面得到了廣泛的應(yīng)用,但是由于長(zhǎng)期使用或者使用不當(dāng),微粒捕集器會(huì)發(fā)生堵塞和破損等故障。目前對(duì)微粒捕集器監(jiān)測(cè)的研究還很少。因此,對(duì)基于柴油機(jī)微粒捕集器監(jiān)測(cè)的柴油機(jī)排氣特性的研究工作的開展十分必要。利用發(fā)動(dòng)機(jī)性能仿真軟件GT-Power建立了可以滿足仿真計(jì)算要求的柴油機(jī)、柴油車和微粒捕集器仿真模型。利用建立的仿真模型,對(duì)穩(wěn)態(tài)及道路工況下柴油機(jī)的排氣溫度特性進(jìn)行研究,著重分析微粒捕集器不同狀況對(duì)柴油機(jī)排氣溫度的影響；通過分析表明,在穩(wěn)態(tài)和道路工況下,柴油機(jī)排氣溫度對(duì)微粒捕集器內(nèi)微粒沉積量不敏感。對(duì)柴油機(jī)排氣特性中另一個(gè)重要參數(shù)—排氣壓力的變化規(guī)律進(jìn)行研究。從穩(wěn)態(tài)及道路工況下柴油機(jī)排氣壓力特性的研究中得到,微粒捕集器前端排氣壓力與前后兩端的排氣壓力差都可以作為微粒捕集器內(nèi)的微粒沉積量的特征參數(shù)；在穩(wěn)態(tài)工況下,還從平均排氣壓力和排氣壓力頻譜兩個(gè)方面對(duì)微粒沉積量對(duì)排氣壓力的影響進(jìn)行分析,分析表明排氣壓力頻譜的特征頻率幅值比平均排氣壓力更適合作為微粒捕集器中微粒沉積量的特征參數(shù)。論文還通過仿真計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究的方法,研究了柴油機(jī)微粒捕集器狀態(tài)對(duì)排氣噪聲的影響。通過仿真計(jì)算,著重研究了微粒捕集器中微粒沉積量對(duì)排氣噪聲的影響,研究表明,排氣噪聲頻譜中排氣脈動(dòng)頻率下的幅值隨著微粒捕集器內(nèi)微粒沉積量的增加而降低,可以考慮通過監(jiān)測(cè)排氣脈動(dòng)頻率下的幅值對(duì)微粒捕集器的微粒沉積量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通過實(shí)驗(yàn)方法,研究了微粒捕集器破損程度對(duì)排氣噪聲的影響,研究表明,隨著微粒捕集器過濾體破損程度的增加,排氣噪聲頻譜中排氣脈動(dòng)頻率下的頻率分量的幅值、兩倍排氣脈動(dòng)頻率下的頻率分量的幅值都會(huì)隨之增加,可以考慮通過監(jiān)測(cè)兩者之和對(duì)微粒捕集器破損程度進(jìn)行監(jiān)測(cè)；在一定的實(shí)驗(yàn)條件下,排氣噪聲頻譜的峰值處的頻率隨著過濾體破損程度的增加而減小,可以考慮通過監(jiān)測(cè)排氣噪聲頻譜中的某些頻率的變化對(duì)過濾體破損程度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。論文開展的基于微粒捕集器監(jiān)測(cè)的柴油機(jī)排氣特性研究工作,能夠?yàn)椴裼蜋C(jī)微粒捕集器堵塞或者破損的狀態(tài)監(jiān)測(cè)提供一定的依據(jù),并可以為今后工程化的研究工作奠定一定基礎(chǔ)。
[Abstract]:With the increasingly stringent emission regulations in the world, diesel particulate traps have been widely used in diesel engine aftertreatment at home and abroad because of their good filtration effect and low environmental requirements. However, due to long-term use or improper use, the particle trap will be blocked and broken. At present, there is little research on particle trap monitoring. Therefore, it is necessary to study the exhaust characteristics of diesel engine based on diesel particulate trap monitoring. A simulation model of diesel engine, diesel vehicle and particle trap was established by using engine performance simulation software GT-Power. In this paper, the exhaust temperature characteristics of diesel engine under steady and road conditions are studied by using the established simulation model, and the influence of particle trap on exhaust temperature of diesel engine is analyzed. The analysis shows that the exhaust temperature of diesel engine is insensitive to the amount of particulate deposition in the particulate trap under steady and road conditions. The variation of exhaust pressure, another important parameter in diesel engine exhaust characteristics, is studied. From the study of exhaust pressure characteristics of diesel engine under steady and road conditions, it is concluded that the exhaust pressure at the front end of the particulate trap and the exhaust pressure difference between the two ends of the particle trap can be used as the characteristic parameters of the particle deposition quantity in the particle trap. Under steady condition, the influence of particle deposition on exhaust pressure is analyzed from two aspects: average exhaust pressure and exhaust pressure spectrum. The analysis shows that the characteristic frequency amplitude of exhaust pressure spectrum is better than the average exhaust pressure as the characteristic parameter of particle deposition in particle trap. The influence of the state of diesel particulate trap on exhaust noise is also studied by simulation and experimental research. The effect of particle deposition on exhaust noise in particulate trap is studied by simulation. The results show that the amplitude of exhaust pulsation frequency in exhaust noise spectrum decreases with the increase of particle deposition in particulate trap. It can be considered that the particle deposition of the particle trap can be monitored by monitoring the amplitude of the exhaust pulsation frequency. The influence of the damage degree of particulate trap on the exhaust noise is studied by experimental method. The results show that the amplitude of the frequency component at the exhaust pulsation frequency in the exhaust noise spectrum increases with the increase of the damage degree of the filter body of the particulate trap. The amplitude of the frequency component will increase at twice the frequency of exhaust pulsation, so we can consider monitoring the damage degree of the particle trap by monitoring the sum of the two. Under certain experimental conditions, the frequency at the peak of the exhaust noise spectrum decreases with the increase of the filter body breakage degree. It can be considered to monitor the filter damage degree by monitoring the variation of some frequencies in the exhaust noise spectrum. The research work of diesel engine exhaust characteristics based on particulate trap monitoring can provide some basis for monitoring the state of diesel particulate trap blockage or breakage. And it can lay a certain foundation for the engineering research in the future.
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK421

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