基于D30TCI柴油機搭建帶氧化催化器（DOC）+催化型柴油機顆粒物捕集器（CDPF）的試驗臺架,進行了堇青石和碳化硅（Si C）CDPF再生平衡點溫度試驗,對比了兩種材料CDPF在不同碳載量下的高溫極限被動再生特性.結(jié)果表明:SiCCDPF再生平衡點溫度低于堇青石CDPF,低溫被動再生特性更優(yōu).高溫極限被動再生過程中,兩種載體溫度在軸向上呈兩端低、中間高,徑向上呈中心高、邊緣低的趨勢;SiCCDPF內(nèi)圈與外圈溫差較大,堇青石CDPF內(nèi)部溫度分布更加均勻;再生前碳載量增加,兩種載體再生的碳載量增加,但再生效率反而下降;各碳載量下堇青石CDPF的再生效率、最高再生溫度、最大溫度升高速率均大于SiCCDPF,但再生最大溫度梯度低于SiC CDPF. 

【文章來源】：內(nèi)燃機學報. 2020,38(06)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

碳載量為2 g/L時載體壓降對比

圖10示出碳載量為4 g/L時CDPF前端的DOC內(nèi)部溫度場隨時間的變化，其溫度分布比較均勻，說明CDPF入口溫度均勻性較好．兩種CDPF的壓降差值相較于碳載量為2 g/L時有所減小，隨著再生時間延長，兩種載體壓降的下降幅度及速率沒有明顯差異．由于載體在碳煙累積時，碳載量為4 g/L時碳煙層捕集占主要地位，再生過程中碳煙層產(chǎn)生的壓降貢獻率上升，兩種載體因中值孔徑的大小而導(dǎo)致的壓降差異性被削弱，如圖11所示．圖12示出碳載量為4 g/L時兩種載體內(nèi)部溫度．兩種載體在4 g/L碳載量條件下，相較于2 g/L下再生穩(wěn)定時的溫度峰值沒有明顯差異，且堇青石CDPF內(nèi)部溫度分布更為均勻．這是由于堇青石載體導(dǎo)熱性較差，再生時熱量不能迅速向四周擴散，熱量在載體內(nèi)部有較高的累積，從而促進碳煙氧化再生，使得其內(nèi)部溫度場分布更為均勻．圖1 0 碳載量為4 g/L時DOC內(nèi)部溫度

圖9 碳載量為2 g/L時堇青石、Si C CDPF內(nèi)部溫度圖13示出碳載量為6 g/L時DOC內(nèi)部溫度．兩個載體前端的DOC溫度分布較為均勻．兩個載體的壓降差值進一步減�。@是由于碳載量為6 g/L時，載體內(nèi)碳煙層導(dǎo)致的壓降貢獻占主導(dǎo)地位，使得載體結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的壓降差異性效果減弱，最終使得兩種載體的壓降呈隨著碳載量的升高而壓降差值減小的趨勢，如圖14所示．穩(wěn)定再生時，碳煙顆粒物快速氧化再生，堇青石載體再生溫度明顯大于Si C載體；同時Si C載體中心與外圈之間的溫度有了明顯的溫度差，如圖15所示．這是因為碳載量高時，觸發(fā)再生時釋放大量熱量，堇青石載體較低的導(dǎo)熱性使得大量熱量在載體內(nèi)部積聚，促進碳煙劇烈氧化，溫度上升；而Si C載體的熱膨脹系數(shù)高，導(dǎo)熱性好，來流的溫度在載體內(nèi)部累積不足，逐漸向周圍散熱，中間來流的溫度本來就高，補充及時，而四周散熱大于補充，所以載體中心與外圈溫度差稍大．

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3598129