本文關(guān)鍵詞：噴油助燃式顆粒捕集器數(shù)值模擬及試驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：柴油機自100多年前發(fā)明以來,以動力性能好、燃油消耗率低等優(yōu)點早已成為現(xiàn)代社會主流的動力機械裝置。但是隨著人們對環(huán)境保護的迫切需要和嚴格的排放法規(guī)要求,柴油機顆粒物排放問題一直困擾著柴油機的持續(xù)發(fā)展,顆粒捕集器(Diesel Particulate Filter, DPF)被公認為是解決這一問題最有效的后處理技術(shù)。本文研究的噴油式助燃顆粒捕集器是符合我國國情的DPF產(chǎn)品,用AVL FIRE軟件建立DPF三維模型,利用仿真計算方法分析DPF在加載和再生過程中的參數(shù)變化,并測試噴油助燃式顆粒捕集器在復(fù)雜的城市道路工況下的應(yīng)用實效性。本文主要的研究工作如下： (1)分析了過濾體材料以及多種DPF再生技術(shù)的優(yōu)劣,建立了壁流式蜂窩陶瓷結(jié)構(gòu)載體的內(nèi)部流動模型、壓降模型和再生模型。 (2)根據(jù)噴油助燃式顆粒捕集器的工作特點,利用FIRE軟件建立三維模型,分析了碳煙加載過程和再生過程的變化,得出了碳煙在加載過程中會向過濾體后部遷移、再生過程中會從過濾體中心開始不斷向徑向和軸向燃燒的規(guī)律。DPF在加載過程中壓降受質(zhì)量流速、孔隙率、初始碳煙量等因素影響。分析了噴油助燃效果對DPF再生的影響。 (3)將DPF安裝在城市公交車上,分別用自由加速工況和加載減速工況的方法檢測安裝DPF前后排氣煙度的變化。自由加速測試結(jié)果顯示,DPF捕集效率達95%以上,加載減速工況試驗結(jié)果顯示,DPF對顆粒物捕集效果同樣非常顯著。在城市復(fù)雜工況下,通過測量DPF再生前后的壓差變化發(fā)現(xiàn),整個再生過程僅持續(xù)600s左右的時間,DPF前后壓差由再生前的6kPa左右下降至再生后的1.5-2.0kPa,充分說明噴油助燃式顆粒捕集器的實用性。
【關(guān)鍵詞】：顆粒捕集器 噴油助燃 AVL FIRE 仿真模擬 城市工況
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK421.5
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 目錄11-14
• 插圖清單14-16
• 表格清單16-17
• 第一章 緒論17-30
• 1.1 引言17-18
• 1.2 顆粒物的組成和生成機理18-21
• 1.2.1 汽油機的顆粒物組成18-19
• 1.2.2 柴油機的顆粒物組成19-20
• 1.2.3 顆粒物的生成機理20-21
• 1.3 國內(nèi)外柴油機排放法規(guī)介紹21-26
• 1.3.1 國外車用柴油機排放法規(guī)和測試規(guī)范21-24
• 1.3.2 我國車用柴油機排放法規(guī)和測試規(guī)范24-26
• 1.4 控制柴油機顆粒物排放技術(shù)策略26-27
• 1.4.1 機內(nèi)凈化顆粒物技術(shù)26
• 1.4.2 顆粒物后處理技術(shù)26-27
• 1.4.2.1 氧化催化轉(zhuǎn)換器26-27
• 1.4.2.2 顆粒氧化催化器27
• 1.4.2.3 顆粒捕集器27
• 1.5 國內(nèi)外顆粒捕集器數(shù)學(xué)模型研究現(xiàn)狀27-28
• 1.5.1 國外研究現(xiàn)狀27-28
• 1.5.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀28
• 1.6 課題來源與本文研究的內(nèi)容28-30
• 第二章 顆粒捕集器及理論模型30-44
• 2.1 DPF過濾材料及結(jié)構(gòu)30-31
• 2.2 壁流式DPF過濾機理31-33
• 2.3 顆粒捕集器再生技術(shù)33-35
• 2.3.1 DPF被動再生技術(shù)33-34
• 2.3.2 DPF主動再生技術(shù)34-35
• 2.4 DPF數(shù)值模型35-43
• 2.4.1 模型概述35-36
• 2.4.2 DPF主要幾何參數(shù)36-38
• 2.4.3 DPF過濾體內(nèi)部流動模型38-39
• 2.4.4 DPF壓降模型39-41
• 2.4.5 碳煙濾餅層和深床層以及灰分層的加載模型41-42
• 2.4.6 DPF加氧助燃再生反應(yīng)模型42-43
• 2.5 本章小結(jié)43-44
• 第三章 基于AVL FIRE的模型建立及驗證分析44-66
• 3.1 AVL FIRE軟件簡介44
• 3.2 三維模型建立44-45
• 3.3 邊界及求解條件設(shè)置45-48
• 3.4 發(fā)動機試驗臺架48-50
• 3.5 噴油助燃式DPF產(chǎn)品介紹50-52
• 3.6 模型試驗驗證52-54
• 3.7 DPF壓降特性分析54-58
• 3.7.1 DPF壓降組成54-55
• 3.7.2 碳煙初始量對壓降的影響55-57
• 3.7.3 孔隙率對壓降的影響57
• 3.7.4 入口流速對壓降的影響57-58
• 3.8 DPF加載過程分析58-62
• 3.8.1 DPF內(nèi)部速度流動場分析58-59
• 3.8.2 DPF碳煙累積分布分析59-61
• 3.8.3 加載DPF過程中溫度場分析61-62
• 3.9 DPF再生過程分析62-64
• 3.9.1 再生過程溫度變化分析62-63
• 3.9.2 再生過程中碳煙變化分析63-64
• 3.9.3 噴油助燃效果對碳煙再生的影響64
• 3.10 本章小結(jié)64-66
• 第四章 城市道路工況下DPF性能試驗研究66-75
• 4.1 噴油助燃式DPF性能檢測66-68
• 4.1.1 自由加速試驗66-67
• 4.1.2 加載減速試驗67-68
• 4.2 DPF標定和數(shù)據(jù)記錄68-69
• 4.3 城市道路工況下DPF性能分析69-73
• 4.3.1 城市道路工況數(shù)據(jù)分析69-71
• 4.3.2 DPF再生數(shù)據(jù)分析71-72
• 4.3.3 DPF再生效果分析72-73
• 4.4 DPF實際應(yīng)用中存在的問題和探討解決問題的方法73-74
• 4.5 本章小結(jié)74-75
• 第五章 全文總結(jié)及工作展望75-77
• 5.1 全文總結(jié)75-76
• 5.2 工作展望76-77
• 參考文獻77-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況80

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 資新運;柴油機微粒捕捉器的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];車用發(fā)動機;2000年02期

2 龔金科;龍罡;余明果;王曙輝;劉云卿;;微粒捕集器連續(xù)再生速率與壓降特性研究[J];湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年06期

3 譚丕強;胡志遠;樓狄明;萬鋼;李志軍;;柴油機捕集器結(jié)構(gòu)參數(shù)對不同粒徑微粒過濾特性的影響[J];機械工程學(xué)報;2008年02期

4 蘇嶺,周龍保,蔣德明,李維;柴油機排氣后處理技術(shù)的現(xiàn)代進展[J];內(nèi)燃機;2003年01期

5 龔金科,賴天貴,劉孟祥,董喜俊,翟立謙;柴油機微粒捕集器過濾材料與再生方法分析與研究[J];內(nèi)燃機;2004年03期

6 寧智,資新運,歐陽明高;柴油機微粒捕捉器主動再生特性的計算與分析[J];內(nèi)燃機學(xué)報;2001年04期

7 姚春德,邵玉平,張春潤,資新運,姜大海,鄧成林;柴油機壁流式過濾體內(nèi)的流動分析及模擬計算[J];內(nèi)燃機學(xué)報;2004年06期

8 龔金科;劉云卿;龍罡;吳鋼;余明果;吁璇;;柴油機壁流式過濾體捕集與流阻性能影響規(guī)律[J];農(nóng)業(yè)機械學(xué)報;2009年12期

9 伏軍;龔金科;左青松;袁文華;唐維新;唐寧;;微粒捕集器噴油助燃再生噴油與補氣的優(yōu)化控制[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報;2012年17期

10 徐月云;方茂東;侯獻軍;;DPF對柴油車顆粒物排放的影響研究[J];汽車科技;2010年02期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 張輝;轎車柴油機微粒捕集器工作過程數(shù)值模擬及再生控制策略研究[D];吉林大學(xué);2011年

2 李新;基于噴油助燃再生的柴油車顆粒物后處理技術(shù)研究[D];武漢理工大學(xué);2009年

3 伏軍;微粒捕集器噴油助燃再生過程熱工參數(shù)建模及控制系統(tǒng)研究[D];湖南大學(xué);2011年

4 王丹;柴油機微粒捕集器及其再生技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：噴油助燃式顆粒捕集器數(shù)值模擬及試驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：354065