柴油機(jī)DOC+CDPF封裝結(jié)構(gòu)優(yōu)化及再生特性研究
發(fā)布時(shí)間:2022-01-04 13:16
面對(duì)節(jié)能減排要求的日益嚴(yán)格,柴油機(jī)排放控制技術(shù)已成為國(guó)內(nèi)外行業(yè)的研究熱點(diǎn),氧化催化器(DOC)和催化型顆粒捕集器(CDPF)結(jié)合起來(lái)使用,不僅可以保證CDPF連續(xù)可靠的工作,降低PM排放,還能有效降低HC和CO排放,是國(guó)Ⅵ排放法規(guī)中明確要求加裝的后處理裝置。DOC+CDPF封裝結(jié)構(gòu)的流動(dòng)均勻性以及CDPF載體材料和結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)碳煙顆粒的捕集與再生性能有十分重要的影響,因此優(yōu)化封裝結(jié)構(gòu)、探究載體材料和結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)捕集再生特性的影響具有較大的理論指導(dǎo)意義和工程價(jià)值。本文基于一種DOC+CDPF封裝結(jié)構(gòu),對(duì)其前端整流裝置進(jìn)行優(yōu)化仿真,為再生試驗(yàn)提供較均勻的流場(chǎng)分布。研究表明:原方案整流裝置孔徑小、數(shù)量少,導(dǎo)致內(nèi)部流速較低、壓降較大,且速度均勻性有待提高。優(yōu)化的3種方案,開(kāi)孔率和開(kāi)孔直徑增大,均勻性得到提高,流速增大,壓降值降低,其中方案C具有0.962的速度均勻性,壓降值較原方案也降低幅度最大。針對(duì)國(guó)Ⅵ后處理技術(shù)路線(DOC+CDPF+SCR)封裝結(jié)構(gòu)中的直式和箱式進(jìn)行了流場(chǎng)仿真,仿真結(jié)果顯示:整體上都是管徑細(xì)的通道內(nèi)流速大,整流器、混合器處流場(chǎng)分布復(fù)雜。由于結(jié)構(gòu)的不同,箱式結(jié)構(gòu)的速度均勻性要好...
【文章來(lái)源】:昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁(yè)數(shù)】:102 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用圖
柴油機(jī)DOC+CDPF封裝結(jié)構(gòu)優(yōu)化及再生特性研究1第一章緒論1.1研究背景及意義概述作為主要?jiǎng)恿υ粗,?nèi)燃機(jī)廣泛應(yīng)用于中重型卡車、船舶、工程機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械等領(lǐng)域,在推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)力和改善人類的日常生活方式方面發(fā)揮著極其重要的作用[1]。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展、人民生活水平的不斷提高,機(jī)動(dòng)車的保有量也在快速的增長(zhǎng)。環(huán)保部發(fā)布的《2018--中國(guó)機(jī)動(dòng)車環(huán)境管理年報(bào)》中顯示,截止2017年,全國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)到3.10億,其中汽車2.17億。如圖1.2,在全國(guó)汽車保有量中,汽油車18526.2萬(wàn)輛,占89%;柴油車1956.7萬(wàn)輛,占9.4%;燃汽車333.1萬(wàn)輛,占1.6%。伴隨著機(jī)動(dòng)車的大量增加,污染排放問(wèn)題變的異常突出和重要。2017年,全國(guó)機(jī)動(dòng)車排放的四項(xiàng)污染物總量初步計(jì)算為4359.7萬(wàn)噸,其中,一氧化碳(CO),3327.3萬(wàn)噸,碳?xì)浠衔铮℉C)407.1萬(wàn)噸,氮氧化物(NOx)574.3萬(wàn)噸,顆粒物(PM)50.9萬(wàn)噸。汽車尾氣的是產(chǎn)生空氣污染的主要原因,其排放的CO和HC超過(guò)80%,NOx和PM超過(guò)90%,其中柴油車排放物中的NOx和PM占汽車的一半以上[2]。圖1.1內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用圖圖1.2汽車保有量柴油機(jī)以其良好的燃油經(jīng)濟(jì)性、優(yōu)異的動(dòng)力和低排放等特點(diǎn)受到越來(lái)越多的關(guān)注,不止在中重型車方面,歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家在轎車上也在逐步實(shí)現(xiàn)柴油化[3-4]。與汽油機(jī)相比,柴油機(jī)采用擴(kuò)散燃燒和稀薄燃燒的方式,因此柴油機(jī)廢氣中HC、CO等的排放較低,主要的排放物是NOx和PM[5]。NOx和PM是造成大氣污染的重要危害物。柴油機(jī)排放的氮氧化物包括一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、一氧化二氮(N2O)等,其中NO和NO2是主要的成份。當(dāng)NO進(jìn)入大氣后,它會(huì)被空氣中的氧氣等氧化成NO2,這將對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生強(qiáng)烈刺激;而NOx是酸雨和光化學(xué)煙霧的主要成分。NOx和HC在強(qiáng)烈的陽(yáng)光
11]。顆粒物質(zhì)具有消光作用,并且大量顆粒物聚集懸浮在大氣中,造成了空氣質(zhì)量的惡化。近年來(lái),我國(guó)主要城市的霧霾天氣就是由顆粒物污染引起的。隨著我國(guó)對(duì)環(huán)境的重視及排放法規(guī)的不斷加強(qiáng),對(duì)汽車的排放要求也在不斷提高。截止2017年底,我國(guó)各類排放標(biāo)準(zhǔn)的車中,國(guó)Ⅰ到國(guó)Ⅲ占30.5%,國(guó)Ⅳ占47.5%,國(guó)Ⅴ以上占22%,相當(dāng)一部分車仍然處在較高的排放中。面對(duì)如此嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題,各國(guó)都在找尋解決辦法,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)提出更高的要求,研究開(kāi)發(fā)具有降低柴油機(jī)NOx和PM的技術(shù),來(lái)滿足越來(lái)越嚴(yán)格的排放法規(guī)。圖1.3按排放標(biāo)準(zhǔn)分類圖1.4按車型分類1.2柴油機(jī)污染物排放法規(guī)的發(fā)展為應(yīng)對(duì)越來(lái)越多的柴油車帶來(lái)的逐漸嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題,世界各國(guó)都采取及制定了相應(yīng)的措施和法規(guī)。由于各國(guó)各地區(qū)采取的時(shí)間及面臨的環(huán)境問(wèn)題不同,采取的法規(guī)也不盡相同。目前,世界上排放法規(guī)主要有三大體系:歐洲體系、美國(guó)體系和日本體系。美國(guó)由于在1940-1960間發(fā)生了世界上著名的洛杉磯光化學(xué)煙霧事件,在這段時(shí)間內(nèi)美國(guó)開(kāi)始制定相關(guān)排放法規(guī),并在1968年,第一部美國(guó)聯(lián)邦汽車排放法規(guī)正式頒布。隨著時(shí)間及環(huán)境問(wèn)題的不斷變化,美國(guó)當(dāng)局對(duì)其進(jìn)行不斷的補(bǔ)充和完善,美國(guó)的排放法規(guī)越來(lái)越嚴(yán)格。然后日本在1968年也開(kāi)始制定了他們國(guó)家的排放法規(guī)標(biāo)準(zhǔn),日本雖然相比美國(guó)在排放法規(guī)執(zhí)行上起步較晚,但在接下來(lái)的幾十年時(shí)間里,日本加快了對(duì)汽車排放物的控制,逐步成為
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]載體材料對(duì)DPF再生性能影響的試驗(yàn)研究[J]. 孟忠偉,陳超,秦源,晉兆祥,王剛,方嘉. 內(nèi)燃機(jī)工程. 2018(03)
[2]柴油機(jī)DPF流場(chǎng)壓降及微粒沉積特性數(shù)值模擬[J]. 朱亞永,趙昌普,王耀輝,孫雅坤. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2017(06)
[3]進(jìn)氣充量特征參數(shù)對(duì)CPF再生過(guò)程的影響[J]. 沈穎剛,楊杰,陳貴升,陳朝輝,彭勁松. 車用發(fā)動(dòng)機(jī). 2016(02)
[4]鈰基燃油催化劑改善柴油機(jī)顆粒物捕集器再生效果[J]. 劉少康,孫平,劉軍恒,嵇乾,呂俊翔. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(01)
[5]柴油機(jī)排放控制技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 張勝根,李軍. 汽車與配件. 2015(43)
[6]非對(duì)稱孔結(jié)構(gòu)對(duì)柴油機(jī)顆粒捕集器壓降特性的影響[J]. 白曼,趙昌普,尚芳,于剛. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2015(03)
[7]滿足未來(lái)排放法規(guī)的車用增壓技術(shù)[J]. 申立中,王俊,劉少華. 昆明理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(06)
[8]DPF再生過(guò)程的熱沖擊研究[J]. 孟忠偉,覃宗勝,付銳. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2014(08)
[9]新型后處理器SCRF催化去除柴油機(jī)PM和NOx的模擬計(jì)算與分析[J]. 陳朝輝,張韋,陳貴升,沈穎剛,李志軍. 內(nèi)燃機(jī)工程. 2016(01)
[10]凈化器載體在汽車尾氣處理中的研究進(jìn)展[J]. 支浩,湯慧萍,馬軍,王建忠,敖慶波. 材料導(dǎo)報(bào). 2014(03)
博士論文
[1]柴油機(jī)分流氣體對(duì)沖排氣消聲單元?dú)饬魉俣确治鲅芯縖D]. 蘇赫.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[2]重型柴油機(jī)在不同海拔高度的燃燒與排放特性研究[D]. 余林嘯.北京理工大學(xué) 2014
碩士論文
[1]柴油機(jī)顆粒捕集器主動(dòng)再生過(guò)程試驗(yàn)研究[D]. 李傳東.煙臺(tái)大學(xué) 2017
[2]柴油機(jī)后處理裝置的流場(chǎng)仿真分析與優(yōu)化[D]. 馬盧平.西南交通大學(xué) 2017
[3]大功率柴油機(jī)顆粒捕集器數(shù)值模擬研究[D]. 林凌鋒.大連理工大學(xué) 2016
[4]柴油車顆粒捕集器的理論分析與試驗(yàn)研究[D]. 楊華龍.東北林業(yè)大學(xué) 2016
[5]重型柴油機(jī)碳煙捕集及主動(dòng)再生特性的研究[D]. 曹東曉.清華大學(xué) 2015
[6]4D83轎車柴油機(jī)微粒捕集器工作特性及再生控制策略研究[D]. 秦巖.吉林大學(xué) 2014
[7]柴油機(jī)可變氣門系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真研究[D]. 尹朧.西華大學(xué) 2014
[8]柴油機(jī)微粒捕集器流場(chǎng)均勻性試驗(yàn)及仿真研究[D]. 劉大文.吉林大學(xué) 2011
本文編號(hào):3568407
【文章來(lái)源】:昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁(yè)數(shù)】:102 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用圖
柴油機(jī)DOC+CDPF封裝結(jié)構(gòu)優(yōu)化及再生特性研究1第一章緒論1.1研究背景及意義概述作為主要?jiǎng)恿υ粗,?nèi)燃機(jī)廣泛應(yīng)用于中重型卡車、船舶、工程機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械等領(lǐng)域,在推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)力和改善人類的日常生活方式方面發(fā)揮著極其重要的作用[1]。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展、人民生活水平的不斷提高,機(jī)動(dòng)車的保有量也在快速的增長(zhǎng)。環(huán)保部發(fā)布的《2018--中國(guó)機(jī)動(dòng)車環(huán)境管理年報(bào)》中顯示,截止2017年,全國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)到3.10億,其中汽車2.17億。如圖1.2,在全國(guó)汽車保有量中,汽油車18526.2萬(wàn)輛,占89%;柴油車1956.7萬(wàn)輛,占9.4%;燃汽車333.1萬(wàn)輛,占1.6%。伴隨著機(jī)動(dòng)車的大量增加,污染排放問(wèn)題變的異常突出和重要。2017年,全國(guó)機(jī)動(dòng)車排放的四項(xiàng)污染物總量初步計(jì)算為4359.7萬(wàn)噸,其中,一氧化碳(CO),3327.3萬(wàn)噸,碳?xì)浠衔铮℉C)407.1萬(wàn)噸,氮氧化物(NOx)574.3萬(wàn)噸,顆粒物(PM)50.9萬(wàn)噸。汽車尾氣的是產(chǎn)生空氣污染的主要原因,其排放的CO和HC超過(guò)80%,NOx和PM超過(guò)90%,其中柴油車排放物中的NOx和PM占汽車的一半以上[2]。圖1.1內(nèi)燃機(jī)應(yīng)用圖圖1.2汽車保有量柴油機(jī)以其良好的燃油經(jīng)濟(jì)性、優(yōu)異的動(dòng)力和低排放等特點(diǎn)受到越來(lái)越多的關(guān)注,不止在中重型車方面,歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家在轎車上也在逐步實(shí)現(xiàn)柴油化[3-4]。與汽油機(jī)相比,柴油機(jī)采用擴(kuò)散燃燒和稀薄燃燒的方式,因此柴油機(jī)廢氣中HC、CO等的排放較低,主要的排放物是NOx和PM[5]。NOx和PM是造成大氣污染的重要危害物。柴油機(jī)排放的氮氧化物包括一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、一氧化二氮(N2O)等,其中NO和NO2是主要的成份。當(dāng)NO進(jìn)入大氣后,它會(huì)被空氣中的氧氣等氧化成NO2,這將對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生強(qiáng)烈刺激;而NOx是酸雨和光化學(xué)煙霧的主要成分。NOx和HC在強(qiáng)烈的陽(yáng)光
11]。顆粒物質(zhì)具有消光作用,并且大量顆粒物聚集懸浮在大氣中,造成了空氣質(zhì)量的惡化。近年來(lái),我國(guó)主要城市的霧霾天氣就是由顆粒物污染引起的。隨著我國(guó)對(duì)環(huán)境的重視及排放法規(guī)的不斷加強(qiáng),對(duì)汽車的排放要求也在不斷提高。截止2017年底,我國(guó)各類排放標(biāo)準(zhǔn)的車中,國(guó)Ⅰ到國(guó)Ⅲ占30.5%,國(guó)Ⅳ占47.5%,國(guó)Ⅴ以上占22%,相當(dāng)一部分車仍然處在較高的排放中。面對(duì)如此嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題,各國(guó)都在找尋解決辦法,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)提出更高的要求,研究開(kāi)發(fā)具有降低柴油機(jī)NOx和PM的技術(shù),來(lái)滿足越來(lái)越嚴(yán)格的排放法規(guī)。圖1.3按排放標(biāo)準(zhǔn)分類圖1.4按車型分類1.2柴油機(jī)污染物排放法規(guī)的發(fā)展為應(yīng)對(duì)越來(lái)越多的柴油車帶來(lái)的逐漸嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題,世界各國(guó)都采取及制定了相應(yīng)的措施和法規(guī)。由于各國(guó)各地區(qū)采取的時(shí)間及面臨的環(huán)境問(wèn)題不同,采取的法規(guī)也不盡相同。目前,世界上排放法規(guī)主要有三大體系:歐洲體系、美國(guó)體系和日本體系。美國(guó)由于在1940-1960間發(fā)生了世界上著名的洛杉磯光化學(xué)煙霧事件,在這段時(shí)間內(nèi)美國(guó)開(kāi)始制定相關(guān)排放法規(guī),并在1968年,第一部美國(guó)聯(lián)邦汽車排放法規(guī)正式頒布。隨著時(shí)間及環(huán)境問(wèn)題的不斷變化,美國(guó)當(dāng)局對(duì)其進(jìn)行不斷的補(bǔ)充和完善,美國(guó)的排放法規(guī)越來(lái)越嚴(yán)格。然后日本在1968年也開(kāi)始制定了他們國(guó)家的排放法規(guī)標(biāo)準(zhǔn),日本雖然相比美國(guó)在排放法規(guī)執(zhí)行上起步較晚,但在接下來(lái)的幾十年時(shí)間里,日本加快了對(duì)汽車排放物的控制,逐步成為
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]載體材料對(duì)DPF再生性能影響的試驗(yàn)研究[J]. 孟忠偉,陳超,秦源,晉兆祥,王剛,方嘉. 內(nèi)燃機(jī)工程. 2018(03)
[2]柴油機(jī)DPF流場(chǎng)壓降及微粒沉積特性數(shù)值模擬[J]. 朱亞永,趙昌普,王耀輝,孫雅坤. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2017(06)
[3]進(jìn)氣充量特征參數(shù)對(duì)CPF再生過(guò)程的影響[J]. 沈穎剛,楊杰,陳貴升,陳朝輝,彭勁松. 車用發(fā)動(dòng)機(jī). 2016(02)
[4]鈰基燃油催化劑改善柴油機(jī)顆粒物捕集器再生效果[J]. 劉少康,孫平,劉軍恒,嵇乾,呂俊翔. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(01)
[5]柴油機(jī)排放控制技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 張勝根,李軍. 汽車與配件. 2015(43)
[6]非對(duì)稱孔結(jié)構(gòu)對(duì)柴油機(jī)顆粒捕集器壓降特性的影響[J]. 白曼,趙昌普,尚芳,于剛. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2015(03)
[7]滿足未來(lái)排放法規(guī)的車用增壓技術(shù)[J]. 申立中,王俊,劉少華. 昆明理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(06)
[8]DPF再生過(guò)程的熱沖擊研究[J]. 孟忠偉,覃宗勝,付銳. 工程熱物理學(xué)報(bào). 2014(08)
[9]新型后處理器SCRF催化去除柴油機(jī)PM和NOx的模擬計(jì)算與分析[J]. 陳朝輝,張韋,陳貴升,沈穎剛,李志軍. 內(nèi)燃機(jī)工程. 2016(01)
[10]凈化器載體在汽車尾氣處理中的研究進(jìn)展[J]. 支浩,湯慧萍,馬軍,王建忠,敖慶波. 材料導(dǎo)報(bào). 2014(03)
博士論文
[1]柴油機(jī)分流氣體對(duì)沖排氣消聲單元?dú)饬魉俣确治鲅芯縖D]. 蘇赫.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2017
[2]重型柴油機(jī)在不同海拔高度的燃燒與排放特性研究[D]. 余林嘯.北京理工大學(xué) 2014
碩士論文
[1]柴油機(jī)顆粒捕集器主動(dòng)再生過(guò)程試驗(yàn)研究[D]. 李傳東.煙臺(tái)大學(xué) 2017
[2]柴油機(jī)后處理裝置的流場(chǎng)仿真分析與優(yōu)化[D]. 馬盧平.西南交通大學(xué) 2017
[3]大功率柴油機(jī)顆粒捕集器數(shù)值模擬研究[D]. 林凌鋒.大連理工大學(xué) 2016
[4]柴油車顆粒捕集器的理論分析與試驗(yàn)研究[D]. 楊華龍.東北林業(yè)大學(xué) 2016
[5]重型柴油機(jī)碳煙捕集及主動(dòng)再生特性的研究[D]. 曹東曉.清華大學(xué) 2015
[6]4D83轎車柴油機(jī)微粒捕集器工作特性及再生控制策略研究[D]. 秦巖.吉林大學(xué) 2014
[7]柴油機(jī)可變氣門系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真研究[D]. 尹朧.西華大學(xué) 2014
[8]柴油機(jī)微粒捕集器流場(chǎng)均勻性試驗(yàn)及仿真研究[D]. 劉大文.吉林大學(xué) 2011
本文編號(hào):3568407
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