柴油机排放颗粒后处理装置设计方案 毕业论文

柴油机排放颗粒后处理装置设计姓名（学校专业班级）指导教师摘要本次设计的目标是运用柴油机排放相关知识设计出过滤效率在98以上的柴油机颗粒物过滤装置（DPF）系统。为满足我国国情和设计要求，过滤体选用价廉实用的铁丝网卷合成圆柱状，再生系统选用反吹加热再生，加热源来自液化石油气LPG。结合流体力学相关知识计算管长和管径等尺寸。再生系统选择成熟的气体燃烧器和鼓风机，在合适的尺寸下与过滤装置进行装配。接着结合汽车电子相关知识对整个系统进行电控化以达到最优化工作，这牵扯到大量的传感器应用知识，参数汇总计算，以及单片机技术。最后本文中还设计了几种实验，用以对本次设计的装置进行优化。关键词柴油机颗粒物过滤装置（DPF）过滤体反吹加热液化石油气LPG排气管DIESELDISCHARGEDPARTICULATEAFTERTREATMENTDEVICEDESIGNED。（。）TUTORABSTRACTTHEDESIGNGOALISTOUSETHEKNOWLEDGETODESIGNDIESELEXHAUSTFILTRATIONEFFICIENCYOF98ORMOREOFTHEDIESELPARTICULATEFILTERDPFSYSTEMINORDERTOMEETCHINASNATIONALCONDITIONSANDDESIGNREQUIREMENTS,THEFILTERBODYUSEINEXPENSIVEANDPRACTICALSYNTHESISOFCYLINDRICALROLLOFBARBEDWIRE,RECYCLEDRENEWABLEHEATINGSYSTEMSELECTEDBLOWBACK,LIQUEFIEDPETROLEUMGASFROMTHEHEATINGSOURCELPGKNOWLEDGEOFFLUIDDYNAMICSCALCULATIONSCOMBINEDLENGTHANDTUBEDIAMETERANDOTHERDIMENSIONSREGENERATIONSYSTEMSELECTIONMATUREGASBURNERSANDBLOWERS,ATTHERIGHTSIZESANDFILTERINGDEVICESFORASSEMBLYTHENCOMBINETHEKNOWLEDGEOFTHEENTIREAUTOMOTIVEELECTRONICCONTROLSYSTEMSINORDERTOACHIEVEOPTIMALWORK,WHICHINVOLVESALARGENUMBEROFSENSORAPPLICATIONSKNOWLEDGE,PARAMETERSUMMARYCALCULATIONS,ANDMICROCONTROLLERTECHNOLOGYFINALLY,THISPAPERALSODESIGNEDSEVERALEXPERIMENTSTOTHEDESIGNOFTHEDEVICETOBEOPTIMIZEDKEYWORDSDIESELPARTICULATEFILTERDPFFILTERBODYBLOWBACKHEATINGLIQUEFIEDPETROLEUMGASLPGEXHAUSTPIPE目录1绪论12机颗粒物的组成及生成机理23油机颗粒物排放后处理技术介绍331柴油机氧化催化器（DOC）332柴油机微粒捕捉器（DPF）3321催化再生4322喷油助燃再生5323电加热再生5324反吹再生5325微波加热再生6326连续再生64固定式反吹再生DPF总体设计741过滤体的选择742再生系统各装置的选择743再生系统工作过程85各主要零件设计1451过滤体总成设计14511过滤体尺寸设计14512过滤体壳体的选择14513排气管设计1452旁路系统的设计15521旁路管尺寸设计15522旁路单向阀的设计16523旁路消声器设计1653反吹风管设计校核186燃烧器和鼓风机选择2261燃烧器选择和说明2262燃烧器注意事项2263鼓风机的选择267安装后试验方法2771实验器材2772实验方法278多空泡沫金属新型过滤材料的介绍2981泡沫金属材料和陶瓷材料的对比分析2982多孔泡沫金属炭烟过滤机理分析299几种过滤体分析方法3091HAPPELKUWABARA单元模块分析3092过滤体效率测试3093过滤体的改进3110关于我国未来DPF的应用思考32致谢33参考文献341绪论近年来，柴油机在汽车中的使用日益广泛，轿车柴油机化也将是未汽车行业的发展趋势，因为它与汽油机相比，具有良好的经济性、动力性和可靠性，以及较高的热效率和较低的CO、HC排放，但较高的NOX和颗粒物PM排放成为限制柴油机发展的主要障碍。为满足对车用柴油机不断提高的排放要求，柴油机排气后处理问题成为了人们研究的焦点。柴油机排放的PM和NOX对环境有十分恶劣的影响。科学研究表明，NOX排放可形成光化学烟雾，PM的排放则使人们致癌，降低其排放是当前热点。控制柴油机对环境污染的首要任务是降低其NOX和PM排放量。目前，世界各国都在致力于减少柴油机NOX和PM排放的技术研究。随着人们对环境保护的重视，越来越严格的车用柴油机排放法规将会制定并实行。由于机内净化技术的潜力有限，排放物的进一步降低必然要通过机外净化技术的采用。油品质量的提高特别是硫含量的减少是降低柴油机PM排放的必经之路。我国燃油硫含量过高限制了许多种类的颗粒物排放后处理技术的运用，因此我国应采用可靠性较高的主动再生柴油机颗粒物捕捉器。我国从上世纪80年代中期就开始了DPF问题的探索和研究工作,但进展缓慢,对于DPF的材质和DPF的再生问题的研究依然没有得到实质性进展。目前,我国从事研发和生产DPF的企业不多,国内基本无法提供具有成熟应用的DPF产品。奥运前夕,北京政府招标100台DPF,安装在公交、环卫、邮政等系统的柴油车上作试点,其中标单位全为外企。本次毕设以公交车为实验对象。2机颗粒物的组成及生成机理柴油机颗粒物组成主要由三部分组成，即固态的未燃碳颗粒聚合物（DS）、可溶有机物（SOF）、无机盐类及其它的一些聚合物。柴油机微粒的主要成分是碳烟。碳烟形成的条件是高温和缺氧。由于柴油机的油气混合并不均匀，尽管总体上是富氧燃烧，但局部的缺氧还是导致了碳烟的生成。一般认为碳烟形成的过程是烃类燃料中的烃分子在高温缺氧的条件下热裂解形成部分乙烯和聚合烯；乙烯和聚合烯在不断的脱氧后聚合成以碳为主的直径为2NM左右的碳烟核心；气体中的烃在这个碳烟核心表面的凝聚以及碳烟核心之间的凝聚使得碳烟核心的表面增大，成为直径为2030NM左右的碳烟基元。至此，碳烟的质量已经基本确定。最后，碳烟基元堆积成微粒。如图21所示。图21碳烟PM的形成过程柴油机微粒中的硫化物主要来源于柴油中硫的氧化，因此降低燃油中的硫含量是非常重要的。根据英国RICARDO研究所的研究，柴油机微粒中的有机HC成分主要来源于润滑油，这个来源约占微粒有机成分的74。在我国，由于我国化工炼油工业和内燃机制造工业的相对落后，柴油机排气中有较多硫化物成分，而且相当部分润滑油也形成为未燃烃类排出发动机。烃类燃料乙烯聚合物碳烟核心2NM碳烟基元2030NM碳烟PM3油机颗粒物排放后处理技术介绍31柴油机氧化催化器（DOC）DOC以铂和钯等贵金属作为催化剂，主要降低微粒排放中的SOF的含量，从而降低PM的排放。其氧化原理与汽油机三效催化器氧化HC和CO的原理基本一样，可以同时有效减少排气中的HC和CO。DOC能够氧化排气中的3080的气态HC和4070的CO，以及除去微粒物总量的3050，这主要氧化了5080吸附在碳粒表面的可溶性有机成分。DOC对于纯碳粒几乎不起作用。氧化催化器同时对于目前排放法规还未限制的有害成分（如多环芳香烃、乙醛等）都能净化。研究表明DOC可以使有毒的部分减少68，多环芳香碳氢化合物排放减少56，乙醛减少70。自1995年以后，全世界至少有50万辆卡车和公共汽车加装了DOC系统。DOC在氧化掉PM中的一部分SOF的同时也将尾气中的部分SO2氧化成硫酸盐，所以对于含硫量较高的柴油来说，使用氧化催化器将使微粒物排放中的硫酸盐比例增大，这样就降低了氧化SOF的效果，甚至使PM的排放增加。另外燃料中的硫还会引起催化剂中毒，所以使用高硫柴油会极大的影响氧化催化器的净化效果，还会降低催化器的寿命。因此，选择合适的催化器和使用低硫燃油就显得尤为重要。氧化催化器存在的主要问题是高温老化和催化器中毒。高温老化主要是由于贵金属在高温下发生了烧结而导致了催化剂活性点减少、性能下降；催化器中毒主要是由于排气中的硫酸盐及颗粒等成分覆盖了载体表面活性点而导致了催化性能下降。催化器的高温老化是不可逆的，而催化剂中毒后可以部分恢复活性。另外燃油中的硫含量过高，会导致排气经DOC时硫酸盐成分的增加，有可能导致微粒排放的升高，因而DOC必须与低硫柴油一起使用。单独使用DOC时，会造成NOX中NO2比例的增加，而NO2毒性是NO毒性的4倍。除了降低燃油中硫含量，通过改变载体的材料构成，也可以提高DOC的抗硫老化性能。例如通过选择低的SO2吸附载体材料和再多加一层无贵金属负载的SO2阻隔层的方法，在不影响HC和CO转化率的同时，降低了DOC中硫酸盐的生成量，提高了催化剂的抗硫中毒性能。32柴油机微粒捕捉器（DPF）DPF是柴油机微粒排放后处理的主要方式，它由收集排气微粒的滤芯和各类周期性的把滤芯中积存的微粒烧掉或氧化掉的再生系统所组成。该技术的应用方法是先用DPF捕集废气中的PM，然后通过对收集的PM的氧化来使DPF再生。该方法可以从柴油机排气中除去碳烟颗粒，其效率远超过90。微粒捕捉器关键技术不是PM的捕集，而是过滤芯材料和过滤体的再生。因为，微粒手机其采用的是毛孔吸附法，吸附后的微粒粘在载体毛孔通道上，堵塞排气通道，对柴油机排气产生阻力，将会直接影响到柴油机的经济性和动力性。因此，收集器的载体在使用一段时间后必须对其进行清理再生。DPF再生的方法有2种（1）通过在燃油中加入添加剂或在过滤材料表面涂催化层来降低PM的燃点，是的PM能在较低的温度下燃烧，一般称为被动再生；（2）利用外界能量来提高DPF内的温度，使PM着火燃烧，称为主动再生。也可以把2种方案组合起来使用，以确保过滤器得到可靠的再生，维护PM过滤系统在寿命周期内的正常工作。目前，主动再生方法有喷油助燃再生、电加热再生、微波加热再生及反吹再生等；被动再生有燃油添加剂再生、连续再生以及催化剂再生等。2种方法都有其优点，如主动再生对汽车工况没有要求，效率高，可靠性好；而被动再生有较好的燃油经济性，较低的成本，整个系统也比主动再生简单。二者都需要优化控制再生策略。321催化再生催化再生技术是利用化学催化的方法降低微粒的反应活化能，使其能在柴油机正常排气温度下进行燃烧，实现微粒过滤器的再生。在再生过程中，过滤体所受到的热负荷较小，因此提高了过滤体的寿命及工作可靠性。催化再生技术主要有2种（1）将催化剂提前浸渍在过滤提上，以降低过滤体上微粒的活化能，但由于固体微粒与催化剂的接触反应极不均匀，因此很难完全再生。另外，由于柴油机排气中的微粒含量很大，随着时间的进行，催化剂的作用会逐渐削弱或完全消失，即催化剂中毒，从而影响到过滤体的有效再生和对其它有害气体的催化净化效果；（2）采用燃油添加剂，即在燃油中加入金属有机物，燃烧后生成的金属氧化物对微粒起催化作用，使微粒着火温度降低，从而在较低的排气温度小，不需外部能源，过滤体能自行再生。但是，燃油添加剂的燃烧产物金属氧化物随排气流经过滤体时，有一部分会沉积下来，积累在过滤体上的添加剂金属燃烧产物会堵塞过滤体空隙，缩短过滤器使用寿命。若沉积物过多，被压上升，就会通过定期更换过滤体来解决。由于我国柴油中的硫含量在1103以上，远高与金属催化剂所要求的硫含量（低于5105）标准，因此催化技术在我国的应用还需要一段时间。322喷油助燃再生喷油助燃再生技术是通过一套专门的系统，适时地向过滤体上游空间喷入一定量的燃油和供给一定的空气，由点火系统将喷入的燃油点燃，使过滤体的温度上升，颗粒着火燃烧，以实现过滤体的再生。再生系统很复杂，造价昂贵，而且容易出故障。为保证过滤体的成功再生，要求再生燃油器具有点火可靠、燃烧完全及火焰分布均匀等特点。如点火失败，将使燃料沉积在过滤体上，引起二次沉积和污染，并且容易引起爆燃。燃烧不完全会使再生时排气冒烟，也会导致二次污染。323电加热再生电加热再生技术与燃油助燃再生技术相类似，但它是以电能代替燃油燃烧加热空气或废气来实现对过滤体的再生。这种再生技术对电功率要求较高，一般需要153KW。为了有效的利用电能，一般都采用废气旁通装置。电加热再生是利用具有高导电性能的晶体SIC作为过滤材料，当需要再生时，将过滤体作为电加热元件直接对其通电加热，使沉积其上的碳烟颗粒升温燃烧，实现过滤体自身的再生。因此这种再生技术系统比较简单，可控性好，并且在柴油机任何情况下都能对过滤体进行可靠的再生。电加热再生对对车用电源的要求很高，在使用过程中需解决耗电量高的问题，结晶SIC的制造工艺复杂且成本高。324反吹再生为了提高柴油机微粒过滤及再生系统的可靠性和使用寿命，将微粒的燃烧与过滤体分离开是一个有效的途径。近几年，提出了一种新的有别于一般再生过程的再生技术，即反吹再生技术。该再生过程的最大特点是能将过滤体与微粒燃烧分开，因此该系统不存在过滤体由于微粒燃烧发热而产生爆裂和烧熔等问题，另外也解决了不燃物质在过滤体内累积的问题。当过滤体需要再生时，压缩空气从过滤体出口出高速喷入，将微粒从过滤体表面清除，并落入微粒漏斗。收集在漏斗内的微粒由漏斗内的销装电加热器连续燃烧掉。325微波加热再生微波加热再生则是利用微波所独具的选择加热及体积加热特性，对沉积在过滤体上的对微波具有极强吸收能力的微粒以及过滤体本身进行加热，使微粒迅速燃烧。微波再生时在过滤体内部形成空间分布的热源，对过滤体进行体积加热。这种体积加热方式使沉积在过滤体内部的微粒就地吸热、着火及燃烧，过滤体内的温度梯度小，因而减少了热应力引起过滤体破坏的可能，无疑这些对过滤体的安全有效再生是十分有利的。326连续再生连续再生微粒捕集系统（CRT）原理特点是在DPF或开放式的微粒氧化器（POC）前有1个特殊的氧化催化器，将排气中的NO转化成NO2，以提高排气中的NO2的浓度。利用活性很大的NO2中的一个氧来氧化PM中的碳烟，以达到再生的目的。同时CRT系统带来排放中的NO2比例升高问题，虽然排放法规是限定氮氧化合物总量，但是国外研究表明NO2毒性是NO的58倍，因此从真正清洁空气保护环境而不仅仅是追求排放法规要求角度，应用这一技术路线应考虑如何降低NO2。4固定式反吹再生DPF总体设计41过滤体的选择过滤体材料的要求有四点（1高的微粒过滤效率；（2低的排气阻力；（3高的机械强度和抗振动性能；（4具备抗高温氧化的耐热冲击与耐腐蚀性。其中，高的过滤效率与低的排气阻力是一对矛盾，选择材料时要综合考虑这两方面的性能。目前，常用的过滤材料主要有壁流式蜂窝陶瓷、泡沫陶瓷、编织陶瓷纤维、金属丝网与金属纤维毡等。本设计过程过滤体材料选择金属丝网，为了进一步提高DPF的碳烟捕集率，提出了增加碳烟通过金属丝网的捕集路程、减少金属丝网线的间隙、以及改变金属丝网的编制方法等方案。本设计过程采用由高密度带状铁丝网卷起制成的筒式滤芯，如图41所示。图41过滤体实物图42再生系统各装置的选择以LPG为加热源,以市场上出售的LPG燃烧器燃烧、专用辅助风机与大容量鼓风机为基本构成,并配以电控单元ECU。将LPG燃烧放出的热功率设为23KW,为了帮助燃烧,燃烧器用辅助风机用的风量是06M3/MIN,燃烧后形成的高温燃烧气体进一步在混合室内与大容量鼓风机压入的空气进一步均匀混合稀释,以设定的800的高温流出,并进入DPF。当开发金属丝网DPF安装在公交车后,必须预防的问题之一是假如流入高温空气中央导管被堵塞或者是由于何种原因DPF没有及时再生时,捕集的大量碳烟将使得金属丝网DPF的排气背压变的过高而导致公交车熄火。为了防止这种突发故障,在DPF上设置了旁通阀以及旁通管路,其旁通阀和旁通管路如图42所示,当排气背压大于旁通阀的弹簧所设定的压力时,旁通阀自动打开,使尾气经旁通阀旁通管路排除。同时旁通管路内部结构就是一个消音器,以保证从旁通阀管路排出的尾气不产生过大噪声。图42DPF及旁通管路43再生系统工作过程它由LPG燃烧器、燃烧控制器、燃烧器用辅助风机、混合空气用鼓风机、变频器和电控单元ECU等基本单位构成。燃烧控制器系统中使用限位、联锁限制安全动作范围，通过检测燃烧装置火焰的火焰监测器，监视燃烧状态。来自火焰监视器的信号，经过烧嘴控制器，转换成操作部必要的信号，使安全切断阀动作。万一，因燃烧装置发生某种故障，导致烧嘴不着火或者断火等异常情况产生的场合，火焰监视器检测到燃烧火焰异常，传送信号至烧嘴控制器，使安全切断阀关闭，防止燃料流人燃烧室内。火焰检测器或者烧嘴控制器发生故障的场合，燃料切断阀动作，但具有不起动烧嘴的安全回路功能。燃烧控制器的作用是使燃料安全燃烧。打开总开关，鼓风机L以初始频率30HZ，鼓风机2以频率50HZ开始工作，此时ECU开始计时时间为T1，压力传感器检测风室压力，当风室压力大于P1，设定工作的最小压力为一个大气压时，由ECU给出控制信号，打开燃烧控制器，给定I为1，给定鼓风机1的频率为40HZ，给定目标温度400，由出口热电偶检测温度T，热电偶把模拟温度信号给温控仪表，温控仪表把温度信号转变为数字信号给ECU，当热电偶检测到的温度达到加400时，给定I加1，给定鼓风机1的频率为45HZ，给定目标温度500，当达到要求，继续循环，当I为4时，给定鼓风机L的频率为60HZ。检测出口温度T是否小于容许的最大温度TMAX，当出口温度T小于TMAX时，再次检测出口温度并与容许的最大温度比较，当T仍小于TMAX时，比较T与目标温度TG设定为800之间温度差值，当差值大于TZ温度差值设定值50时，给定A为5，当差值小于TZ温度差值设定值50时，给定A为L，利用频率修正公式FF1IT一TGTG，给定鼓风机L频率F，测试时间T2，当T2与T1的差值大于工作时间TS设定工作时间20MIN时，停止工作，再生结束。在工作过程中，当所测风压PP1燃烧器开I1,TGTGI,FF2I出口温度TNYTTGNII1ITS停止处理结束ERRCNTERRCNT1ERRCNTERRCNT1YN5各主要零件设计51过滤体总成设计511过滤体尺寸设计过滤体孔隙过大不利于过滤效率，过小排气背气压增大，所以要选择合适的孔隙。结合对排放颗粒直径的研究选择孔隙为04MM的铁丝网。在微粒捕集器的实际应用中,微粒捕集器与发动机排量之间的关系为VCOTL2VP（VP为排量）选取柴油机排量VP812L,取VCOT16VP，计算得VCOT13L一般排气压力在00106MPA才可以不影响发动机的正常工作本实验选择的发动机排气压为05MPA，最终排气压力为002MPA由公式P1/P2A2/A1D22/D12得过滤体大概外直径D2250MM,内直径因反吹管而定D230MM。025由体积和直径可以得出过滤体长度L14VCOT/2502302304MM，考虑到过滤材料对尾气的阻力选L1280MM512过滤体壳体的选择过滤体壳体由圆柱部分和圆锥部分构成，壁厚5MM和发动机排气管一致。进气端设计为突然扩大以达到涡旋有利于扩散过滤，出气端设计为45O逐渐缩小以利于排气。圆柱部分内直径D3250MM,外直径D3260MM。长度由过滤体长度而定中和考虑L2410MM。锥形部分大圆和圆柱部分螺栓连接，小圆部分和排气管螺栓连接。壁有开口朝内是由反吹管插上连接，外部与反吹管由螺栓连接。513排气管设计排气管的长度和流通截面积越小,越有利于排气能量的利用,但也不能过小。定义排气管长度影响系数L为压力波在排气管中从一端传到另一端并返回起点的时间和曲轴每转1CA所需的时间之比,则L12LN/AT（L排气管长度,M；N发动机转速,R/MIN；AT当地声速,M/S；一般L3050CA）即LLAT/12N（N2000R/MIN,AT340M/S）计算得L为2550MM4250MM所以本次设计的尺寸应该在排气管范围内。52旁路系统的设计521旁路管尺寸设计旁路管直径选择较小于排气管，以利于加工和排气压力波增大，选择外径D50MM,壁厚5MM。旁路管长度按照过滤装置长度定，尺寸合适即可，初选1070MM。计算旁路的排气压力差（1）排气管到旁路管的突然间小压力损失PHFG,HF,064G2V2154A查表得。由与测量得排气流速在05MP时平均流速在50M/S,代入上式得730P0731205502/200012MP2旁路排气管长度对排气压的影响首先计算RE、选择指数N。是湍流VDRE6104506102查表得1NMAXSM/586根据求L的计算公式。因22DYX,RYROO110MYAX所以LRYYRYDYOX101009MAX19MAX将代入，则LPD4ORYLRYL110109MAX代入数值1205KG/M3,R002M,P选最大差05MP，分别以、代入上式，可得A、B、C三点的混合长度为41YRA2B43YCLA0047M,LB0078M,LC0083M数据显然大于管径显然压力降远小于05MP计算沿途阻力系数。124107R0028（显然压力降远小于05MP）24P8LD所以管径和管长对压力降影响在合理范围。522旁路单向阀的设计本次设计选用锥阀式普通单向阀。设定当过滤体再生失效时，背气压大幅度增加，当超过正常排气压05MP时，阀芯被推开，旁路阀工作，开口和进口公称直径为D50MM，公称压力P05MP2MP,可手工调节。523旁路消声器设计消声器分类常用的消声器结构有很多种，根据消声原理的不同，一帮可以分为以下几种，阻性消声器、抗性消声器、阻抗复合式消声器和微穿孔板消声器。（1）阻性消声器的消声原理和抗性消声器完全不同，它是利用内部的吸声材料或吸收结构的吸声特性达到降低噪声的目的。阻性消声器一般情况下不是在所有频率内都有很好的声学性能，哥哥频率段的噪声被吸收的多少差别很多。当声波从入口段进入消声器管道以后，因为空气运动产生的摩擦生热作用和空气的流体粘滞作用，声能量主要转化为热能的形式散发，从而达到消除噪声的目的，也因为阻性消声器的小声性能主要是因为摩擦生热所以在高频范围内阻性消声器有良好的消声能力，对比起来低频范围的声学性能不够理想。（2）抗性消声器主要是利用不同形式的结构具有不同的声学特性这一特征进行消声的，也因此被叫做声学滤波结构。此种消声器式一种利用声波在消声器内部向前传播时遇到截面发生变化使声波发生反射的结构。由此可见，这种靠声波发生反射的消声器本身没有直接吸收声波能量的功能，并且抗性消声器的声学特性与阻性消声器特点完全不同，抗性消声器主要被用于控制中、低频段噪声。抗性消声器在不同频率有不同的消声特性，其决定因素是本身的结构参数。抗性消声器内部没有安装具有吸声能力的玻璃棉等阻性材料。整个结构采用全金属的制造方式，所以温度较高的地方一般使用抗性消声器。同时，全金属结构还具有以下优点抗腐蚀能力大、生产成品低、使用寿命长，在汽车排气噪声的控制方面得到了广泛的应用。一般分为扩张式，共振式等类型。（3）阻抗消声器式在前面两个消声器的基础上发展起来而又有别于阻性消声器和抗性消声器的一种新型消声器。阻抗消声器顾名思义既有阻性消声器的特点又兼备抗性消声器的消声能力。这是由阻抗消声器的结构决定的。阻抗消声器式阻性消声器和抗性消声器的有机结合，因为兼备两种消声器的特点，所以在低频和高频都有不错的表现。从原理上看，阻抗消声器中的阻性成分“内部填充的阻性材料，使其具有较好的高频消声能力”，抗性消声能力是由内部的单节扩张室结构或者共振结构等决定的，所以在中低频也具有不错的消声能力。（4）微穿孔板消声器一般是用较薄的金属板制成，通过薄板上直径较小的孔，形成高声阻的吸声元件。穿孔板的消声性能相比单节扩张式消声器有不同的消声特性。在中频段会出现一个共振频率，出现一个较大的消声峰值。这种消声器消声性能的影响因素很多，穿孔率、穿孔厚度、小孔直径的大小等很多因素都会影响消声器的消声性能，具体参数对消声。本次设计采用阻性消声器，形式选圆形直管式，直径D150MM；进气管穿孔，管直径D160MM,排气管直径D260MM。长度L300MM。如图51。图51消声器示意图53反吹风管设计校核（1）反吹管分两部分DPF壳体内和壳体外，壳体内长度一定,在水平部分410MM。（2）直径可以通过公式计算5081UVDF式中D管道内直径，MM；VF流体体积流量，M3/H；U流体平均流速，M/S；W流体质量流量，KG/H；流体密度，KG/M3。通常可由图52或图53查得管径。由图得出管径选则为外径30MM壁厚5MM。图52流速、流量、管径计算图图53液体、气体经济管径图（3）拐角和管长对压力降的影响运用当量长度法也就是将管件和阀门等折算为相当的直管长度，此直管长度称为管件和阀门的当量长度。计算管道压力降时，将当量长度加到直管长度中一并计算，所得压力降即该管道的总摩擦压力降。常用管件和阀门的当量长度见表51。由表得选斜接弯管45则LE15D450MM,则相当计算总长为L450410850MM的管。表51常用管件以管径记的当量长VDRE是湍流（式中选定流速大于100M/S）61042湍流时015M时,5,这部分颗粒在纤维表面的积累和增长作用较小。另一方面,通过APS尺寸分析仪对尺寸范围120M颗粒进行测量,得到在各种发动机工作条件下,过滤器上游的颗粒浓度约在010个/CM3范围内波动。在对颗粒的沉积效果的初步估计时,取前述各影响参数的中间值,并取5M为120M尺寸区间设该区间上对数正态分布的中等尺寸,在半试验周期内,计算得到流过每个单元的该尺寸范围的颗粒总数约在5103个。模拟计算得到沉积在纤维表面的颗粒数约为41025102左右。过滤器下游P、T通风系统过滤器上游P、T颗粒过滤器稀释器SMPS计算机阀B阀A10关于我国未来DPF的应用思考我国经济在经过高速发展的十年后逐步进入中等速度的发展，以前的经济发展模式在改变，今后将重视经济发展的质量而不是数量，经济的重点将集中在科技和绿色经济，今后汽车排放法规将更加严格。鉴于我国人口总量的庞大所以环境的压力将是很大的，尤其是中东部地区人口密集环境破坏严重，加之工业密集使得污染问题成为近几年人们关注的热点，新闻中频现污染问题。今年春节过后京津翼地区PM25产生的雾霾天气使人们产生极大地关注度和反思，接着山东、陕西、河南等地也出现此类情况。在其后政府迅速出台各种政策来减少污染，大批工厂停产，汽车限行，天气预报加入各种污染指数。更有境外媒体夸大污染影响对我国国际形象产生负面影响。所有的这些都促使中国将更加重视生态环境，人们将从发达国家过去的经验中寻找中的治理之路。柴油汽车和其他柴油机械在我国经济发展中占有很大比重，但是柴油燃烧后产生的没有充分燃烧的颗粒物使得它成为PM25污染的主力，但是减少柴油机械又不是可行办法，所以人们必须想出减少颗粒物排放的办法，DPF系统是减少颗粒物排放的办法之一，简单可靠的DPF将在未来得到广泛应用，随着我国对环境的重视，人们对DPF的研究越来越活跃，这主要是基于它在未来的广大市场，尽管国外技术成熟但是我国国情不同，国外的产品虽然先进高效但是价格大、适应性差，这主要是我国燃油的标准低含硫量高。所以国内的公司期望研发简单，有可观捕捉能力的DPF。这不仅可以占据我国市场也可以扩大到广泛的第三世界国家。因为进入21世纪，整个世界对于环境关注度有很大提高，气候论坛对于污染问题不断扩大，而我国对外界做过一定承诺，这也使得我们有很大的紧迫感。今年在北京上海优先进行了欧标准的实现，燃油也有较大的提高。这是对于很多种类DPF是有利的。但我国的公司研发的DPF集中在公交等车辆，更广大的像卡车、工程机械、发电厂、船舶等柴油燃料机械却没有相配套DPF。这和采购能力有关，所以政府必须向研发单位进行奖励或补贴，对于采购能力不强的行业进行补贴或无偿提供。作为研发部门应该积极扩展各种有前景的环保行业从不同的柴油机械出发，研究不同的DPF，迅速使产业链建立起来，形成成熟行业。对于世界先进概念颗粒物捕捉器我们要关注，像电磁捕捉、微波加热再生、催化及捕捉集成模块化、先进的电控技术、新型陶瓷材料过滤体等。致谢在本次设计的过程中我回顾了大量的以前学过的只是，回忆起整个大学阶段的学习过程。每门课程都有一个美好而独特的记忆，不同的老师，有时是不同的同学。每一门课程在学的时候我们不一定重视而且也不一定能理解，当完成这次系统性综合性很强的毕业设计后我感觉又重新学习了一次。这是一次很有意义而且很难忘的的经历，我们学会的不仅是知识还有人生道理，这对于我们即将走上工作岗位有很大帮助。毕业后我们将会步入我们陌生的人生道路，再也没有人能一次一次的给我们不厌其烦的讲解该怎样做，一切都要靠我们自己去主动获取，也许这次我们克服一系列设计难题的经历是一次演习。当然这次设计的完成有老师的帮助，他们让我们尽量自己克服，在关键节点给与我们关键性的指导。对于一个即将脱离学校的人来说和老师的最后时刻是那么的美好，也许是最后的时刻给了我们师生之间更美好的情谊。没有人能忘记这一段我们从学生到