本文關(guān)鍵詞：柴油機微粒捕集器再生控制系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 微粒捕集器 再生 捕集效率 壓降特性 溫升特性 控制策略

【摘要】：柴油機尾氣在大氣顆粒物污染中所占的比重越來越大,已經(jīng)成為人們關(guān)注的熱點問題,柴油機較差的排放特性已經(jīng)成為柴油機進一步廣泛應(yīng)用的瓶頸。微粒捕集器(Diesel Particulate Filter,DPF)是目前公認的最有效的顆粒物后處理裝置,其在柴油機上的應(yīng)用越來越廣泛。受限于DPF的工作原理,DPF在工作一段時間后,其內(nèi)部積累的顆粒物會使得DPF的通流面積減小,進而增大排氣背壓,嚴重影響發(fā)動機的工作性能和燃油經(jīng)濟性,因此必須采取一定的措施清除其內(nèi)部的顆粒物,也就是要對DPF進行再生。DPF再生技術(shù)是目前DPF應(yīng)用中遇到的重難點問題。本文在分析DPF的重難點問題的基礎(chǔ)上,從再生時機判斷入手,選擇了對發(fā)動機原排的顆粒物質(zhì)量進行建模的方法,將平均值建模思想引入建模過程,簡化了顆粒物排放估計過程。然后對DPF捕集機理和壓降特性進行了分析研究,在此基礎(chǔ)上建立了DPF捕集效率和壓降特性模型,并在MATLAB/Simulink中進行了仿真分析,重點分析了捕集效率與微粒粒徑的關(guān)系和DPF壁面微孔直徑對DPF捕集效率的影響。另外,本文建立并校準了DPF的一維GT-POWER模型,對DPF的捕集效率和壓降特性進行了仿真分析,此模型與前述DPF捕集效率模型不同,它是從宏觀上對DPF捕集效率進行研究的。最后本文對氧化型催化轉(zhuǎn)化器(Diesel Oxidation Catalyst,DOC)和DPF溫升特性進行了分析,并建立了DOC和DPF溫升模型,該模型從DOC和DPF的能量守恒入手,仿真分析了DOC和DPF工作過程中的溫度變化情況,為制定合理的噴油策略和補氣量提供了理論依據(jù),同時還可以有效減少再生造成的二次污染和再生能耗。在以上研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合實際使用中的可能情況,制定了合理的DPF噴油助燃再生控制策略,為解決DPF再生問題提供思路。
【關(guān)鍵詞】：微粒捕集器 再生 捕集效率 壓降特性 溫升特性 控制策略
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK421.5;TP273
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 前言12-13
• 1.2 排放技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.2.1 機內(nèi)凈化13
• 1.2.2 機外凈化13-14
• 1.3 微粒捕集器(DPF)簡介14-18
• 1.3.1 過濾體材料14-15
• 1.3.2 微粒捕集器再生技術(shù)15-18
• 1.3.2.1 主動再生16-18
• 1.3.2.2 被動再生18
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容18-20
• 第2章 柴油發(fā)動機PM排放平均值預(yù)估模型20-31
• 2.1 碳載量估計發(fā)展現(xiàn)狀20-21
• 2.2 發(fā)動機平均值模型簡介21-22
• 2.3 PM排放平均值模型建模22-29
• 2.3.1 顆粒物平均生成速率22-23
• 2.3.2 碳顆粒平均氧化速率23-25
• 2.3.3 碳顆粒排放量25-26
• 2.3.4 相關(guān)參數(shù)的確定26-29
• 2.3.4.1 顆粒物形成期間的平均壓力26-27
• 2.3.4.2 顆粒物形成區(qū)域的溫度量K_T27
• 2.3.4.3 顆粒物氧化的平均溫度27-28
• 2.3.4.4 氣缸體積與曲軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系28-29
• 2.4 建模所使用的發(fā)動機參數(shù)29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 微粒捕集器的數(shù)學模型描述及仿真分析31-42
• 3.1 微粒捕集器工作機理及捕集效率31-34
• 3.1.1 擴散機理31-32
• 3.1.2 攔截機理32-33
• 3.1.3 慣性碰撞機理33
• 3.1.4 綜合捕集機理33
• 3.1.5 捕集效率的計算33-34
• 3.2 微粒捕集器捕集效率仿真分析34-36
• 3.2.1 捕集效率與微粒粒徑的關(guān)系34-35
• 3.2.2 不同微孔直徑的捕集效率35-36
• 3.3 微粒捕集器壓降模型描述36-40
• 3.3.1 干凈的微粒捕集器的壓降36-38
• 3.3.2 加載后的微粒捕集器的壓降38-40
• 3.4 DPF壓降仿真分析40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-42
• 第4章 DPF的GT-POWER仿真研究42-52
• 4.1 GT-POWER簡介42
• 4.2 DPF GT-power模型建立與校準42-45
• 4.2.1 干凈DPF模型搭建與校準42-44
• 4.2.2 加載后的DPF模型校準44-45
• 4.3 DPF捕集效率仿真研究45-49
• 4.3.1 DPF軸向捕集效率仿真分析45-48
• 4.3.2 DPF綜合捕集效率仿真分析48-49
• 4.3.3 DPF捕集效率與數(shù)學模型的對比分析49
• 4.4 DPF壓降特性仿真分析49-51
• 4.5 本章小結(jié)51-52
• 第5章 DPF再生過程分析及優(yōu)化52-68
• 5.1 DOC放熱分析52-59
• 5.1.1 DOC起燃溫度分析52-54
• 5.1.2 DOC溫升模型54-57
• 5.1.3 DOC溫升模型仿真57-59
• 5.2 DPF再生過程放熱分析59-64
• 5.2.1 DPF再生過程溫升模型59-60
• 5.2.2 DPF再生過程溫升模型仿真60-64
• 5.3 DOC和DPF溫升仿真64-66
• 5.4 再生過程優(yōu)化66-67
• 5.4.1 再生過程噴油優(yōu)化66-67
• 5.4.2 再生過程二次污染和再生能耗問題67
• 5.5 本章小結(jié)67-68
• 第6章 微粒捕集器再生控制策略68-74
• 6.1 再生時機確定68-69
• 6.1.1 基于PM平均值預(yù)估模型的再生時機確定68-69
• 6.1.2 基于DPF壓降的再生時機確定69
• 6.1.3 再生結(jié)束時機對能耗與二次污染的影響69
• 6.2 再生時機判斷的改進69-70
• 6.3 再生過程控制70-71
• 6.4 再生中斷與恢復(fù)71
• 6.5 完整的再生控制策略71-73
• 6.6 本章小結(jié)73-74
• 總結(jié)與展望74-76
• 總結(jié)74
• 展望74-76
• 致謝76-77
• 參考文獻77-81
• 攻讀學位期間發(fā)表的論文81

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蔣英圣,姜燕君,林浩,吳義華;用500kV級試驗裝置進行微粒捕集器的實驗研究[J];高電壓技術(shù);1988年01期

2 譚丕強,胡志遠,樓狄明,萬鋼;微粒捕集器再生技術(shù)的研究動態(tài)和發(fā)展趨勢[J];車用發(fā)動機;2005年05期

3 龔金科,梅本付,王勁,鄂加強,袁文華;車用柴油機微粒捕集器熱再生的一維數(shù)值模擬[J];車用發(fā)動機;2005年05期

4 劉云卿;龔金科;鄂加強;;過濾體結(jié)構(gòu)對柴油機微粒捕集器加熱再生過程影響的數(shù)值研究[J];中南大學學報(自然科學版);2007年02期

5 王天友;EricLim Khim Song;林漫群;張玉倩;劉大明;劉書亮;Dale Spencer;Philip Collier;;燃油催化微粒捕集器微粒捕集與強制再生特性的研究[J];內(nèi)燃機學報;2007年06期

6 馬林才;;柴油添加劑和微粒捕集器的協(xié)同性分析與研究[J];柴油機;2008年02期

7 馬林才;;柴油添加劑和微粒捕集器的協(xié)同性分析與研究[J];內(nèi)燃機;2008年01期

8 羅公海;張寬;胡玉平;李國祥;;柴油機微粒捕集器內(nèi)流場均勻性優(yōu)化探討[J];內(nèi)燃機與動力裝置;2008年04期

9 羅濤;索建軍;;柴油車微粒捕集器再生時機判斷方法研究[J];中國高新技術(shù)企業(yè);2009年21期

10 龔金科;吳鋼;王曙輝;劉云卿;伏軍;龍罡;;徑向柴油機微粒捕集器流速分布特性數(shù)值分析[J];農(nóng)業(yè)工程學報;2010年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 曹麗;業(yè)紅玲;王繼先;王務(wù)林;;柴油機微粒捕集器技術(shù)研究進展[A];2007年APC聯(lián)合學術(shù)年會論文集[C];2007年

2 侯獻軍;馬義;彭輔明;顏伏伍;;噴油催化燃燒再生的DPF提溫特性研究[A];湖北省內(nèi)燃機學會2009年學術(shù)年會論文集[C];2009年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 陳云芬;微粒捕集器：節(jié)能減排新武器[N];云南日報;2008年

2 林玉;柴油發(fā)動機尾氣微粒捕集器研制成功[N];中國工業(yè)報;2004年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳韜;微粒捕集器灰燼沉積影響特性辨析及其性能優(yōu)化研究[D];湖南大學;2015年

2 吳鋼;微粒捕集器分區(qū)微波再生過程優(yōu)化與控制系統(tǒng)研究[D];湖南大學;2011年

3 左青松;微粒捕集器復(fù)合再生與場協(xié)同機理辨析及優(yōu)化控制研究[D];湖南大學;2014年

4 王曙輝;旋轉(zhuǎn)式連續(xù)微波再生微粒捕集器再生機理及結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D];湖南大學;2010年

5 邵玉平;柴油機微粒捕集器逆向噴氣再生技術(shù)研究[D];天津大學;2005年

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

7 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;2011年

8 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;2011年

9 劉云卿;壁流式柴油機微粒捕集器捕集及微波再生機理研究[D];湖南大學;2009年

10 龍罡;催化型微粒捕集器NO_2高效利用及鈰基復(fù)合再生機理研究[D];湖南大學;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 田嬋;旋轉(zhuǎn)徑向式微粒捕集器消聲特性及流動均勻性分析[D];湖南大學;2012年

2 黃凱宇;基于微粒捕集器監(jiān)測的柴油機排氣特性參數(shù)研究[D];北京交通大學;2016年

3 郭瑞華;柴油機微粒捕集器再生控制系統(tǒng)研究[D];西南交通大學;2016年

4 楊杰;高原柴油機微粒捕集器催化再生特性模擬研究[D];昆明理工大學;2016年

5 熊毅;柴油機催化型微粒捕集器加載及再生性能研究[D];廣西大學;2016年

6 王兵;歐洲穩(wěn)態(tài)測試循環(huán)下微粒捕集器的特性分析[D];大連理工大學;2010年

7 吁璇;柴油機噴油助燃再生微粒捕集器的設(shè)計與數(shù)值研究[D];湖南大學;2010年

8 曹希存;柴油機微粒捕集器內(nèi)氣粒兩相流動特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

9 李濤;纖維材料微粒捕集器特性及再生控制系統(tǒng)研究[D];吉林大學;2011年

10 劉大文;柴油機微粒捕集器流場均勻性試驗及仿真研究[D];吉林大學;2011年

，

本文編號：956511