柴油机颗粒过滤技术分析

,削减颗粒排放的最有效的装置,将现代电子技术运用于颗粒排放掌握,提高颗粒过滤器的过滤效率是技术的关键。柴油机排气的有害成分柴油机排气的有害成分主要有CO,HC,NOx和硫化物、颗粒物及臭味等。由于柴油机混合气较稀,平均空燃比大于理论空燃比),CO,HC出,特别是颗粒物的排放远高于其他类型车辆,有试验说明柴油机颗粒物的排放是汽油机的数十倍。颗粒物的危害,,这些颗粒可在空气中漂移多达几十天,有害物质随颗粒物进入人体肺部,并有可能透过肺泡进入血液,引起呼吸系统生病、损伤肺、致癌、使人视力下降等。颗粒物的生成机理由燃烧室排放出的颗粒物(ParticulateMatter)有三个来源,一是不行燃物质;二是可燃但未进展燃烧的物质;三是燃烧生成物。燃烧过程中排出颗粒物的组成中大局部是固态碳(碳黑),另外还有碳氢化合物、硫化物和含金属成分的灰分等[1]。在燃烧纯气体燃料和液体燃料时都能形成碳黑,燃烧液体燃料时形成得更多一些。[1]柴油机燃料供给系构造、柴油的成分都会影响颗粒物的形成。概括起来有以下几个方面。壁面激冷,:①喷油时间和喷油延迟不当、喷雾不良、涡流强度过低等;②缸内气体温度以及壁面温度;③柴油机工况转变时,温度场的延迟效应。局部燃油过浓,局部燃油过浓将导致固体碳粒和黑烟的产生。燃烧开头时,喷束中心的油滴大于四周的油滴,局部空燃比小,产生不完全燃烧,生成大量微粒;喷油终了时,由于喷油压力和缸内的压差较小,油滴较大,易形成局部燃油过浓。着火延迟期长低负荷工况的着火延迟期长,简洁产生局部燃油过稀,造成局部失火,引起大量的SOF(可溶性物质)和HC的产生。柴油质量颗粒物的生成量也有很大关系。颗粒物过滤器颗粒过滤器的作用,用更换过滤器或对收集的颗粒承受氧化或燃烧的方法进展清洁,使颗粒过滤器恢复原状重工作。颗粒过滤器的构造和分类颗粒过滤器通常为圆筒形,,可将颗粒过滤器分为整体式及非整体式两大类。整体式过滤器的滤芯为整体蜂窝状,常用堇青石(MgO,Al2O3及SiO2组成)制成。两端面孔道的进、排气孔间隔地用陶瓷塞堵住。排气经过微小多孔的壁时,颗粒被截住[1],1[2]所示。,排气从弯曲的微小孔道中通过。当承受矩形截面的金属线时,一般在其外表包括一层γ-Al2O3,由于γ-Al2O3外表呈松枝状结晶,比外表积大[1]。对颗粒过滤器的要求过滤效率高(或单位时间)在过滤器中收集到的颗粒质量与单位里程(或单位时间)50%～80%。可自行再生,烧掉积存在过滤器内的颗粒,行再生的力量。滤芯材料性能好1000℃以上。因此,滤芯材料应能承受,应具有足够的强度、化学稳定性、抗热裂等性能。过滤器容积适当,应尽可能减小外形尺寸,并且应具有肯定的通用性。寿命长,要受到热胀、振动以及由此产生的机械应力和热应力作用,因此应有足够的牢靠性。颗粒过滤器的再生技术颗粒过滤器的容积有限,使用一段时间后,排气背压会增加,如不准时地去除掉颗粒,柴油机性能会变坏,比油耗增加。所以应对过滤器进展准时的再生。过滤器再生的原理是使颗粒发生氧化反响变成CO2以下三个方面:温度是否大于开头着火燃烧的最低温度。氧浓度是否大于2%。是否有足够的反响时间。600℃以上,过滤器的颗粒能较快地氧化燃烧;而在局部负荷、小负荷时,由于温度低,不能进展颗粒过滤器的再生。为了能在多种工况下使颗粒物发生氧化反响变成CO2气体,一般承受降低颗粒开头着火燃烧的最低温度或提高排气温度的方法[1]。降低颗粒开头着火燃烧的最低温度()。但这种方法只有与催化剂外表接触的颗粒,才能在较低温度下进展催化燃烧。在燃油中参加催化剂。其中一种方法是预先调制成混合燃料,另一种是边混合边使用。4.3L柴油机上的试验说明,柴油中参加不同金属化合物催化剂,能使整体式多孔陶瓷过滤器的颗)600～700℃,当分别0.13g/L的铜、铅、锰时,400～450℃,450～500℃,500～550℃[1]。提高排气温度承受进气节流、排气节流、推迟喷油时间、加热进气等方法提高排气温度,但这些方法都会产生燃油消耗增加等问题。,设置一燃烧器,用喷油器向燃烧器喷入少量燃油,利用排气的氧或另外供给燃烧器的二次空气,用火花塞或电热塞点燃燃油,产生高温燃气,1～2min后,即可完成再生过程。逆向再生方式的颗粒过滤装置带电加热器的颗粒过滤装置这种装置的特点是对收集在过滤器内的颗粒承受从过滤器出口侧到入口侧进展燃烧的逆向再生方式。:依据发动机负荷和转速推断发动机是否处于怠速工况,假设处于怠速工况,再推断过滤器压降是否大于设定值,假设条件成立,即进展再生处理。过滤器捕集到的颗粒量不同,,过滤装置掌握10min时,合上再生开关,此时全部排气从过滤器旁通管通过,电加热器自动启动,二次空气由鼓风机送入过滤器,以加速过滤器内颗粒的燃烧。整个再生过程仅需几分钟。:,简洁点燃累积的颗粒并易于初始燃烧。②有利于将颗粒燃烧温度掌握在较低水平,扩大过滤器内累积颗粒安全再生的上下限。,二次空气流可将颗粒燃烧产生的热量从过滤器壁带走。而传统再生产生的热量直接传给过滤器壁,造成温度过高,损坏或烧坏过滤器壁。④缩短所需的再生时间。带逆向喷气净化器的颗粒过滤装置放热使过滤器产生裂缝和熔化;②因颗粒燃烧留下灰烬并在过滤器内累积。,没,去除掉柱形通道外表的颗粒,掉下来的颗粒落到漏斗里,由其中的铠装电加热器燃烧掉。蝶形阀的作用是掌握排气,提高逆向喷气净化的效果。,防止压缩空气反向流淌。,,过滤装置的压降要增加一倍,但由于仅需0.45s时间就可完成逆向喷气净化,所以不会给发动机工作带来任何影响。A6L3.0I-V6-TDI型柴油发动机颗粒过滤器过滤器构造,统的催化转化器相像,二者的区分在于该颗粒过滤器的通道在进气和排气方向上是交替锁闭的,这样含有炭烟的废气必需得穿过透气的氧化硅层,才能流到排气系统出口,炭烟则滞留在陶瓷壁上。,620℃,以提高炭烟颗粒的燃烧速度。压差传感器作用是监控颗粒过滤器前后的压力差、识别过滤器是否被炭烟堵塞。复原反响):350～500℃时,颗粒过滤器中所含的炭烟被缓慢而认真CO2;(与主喷油接近)、加大喷油量、延迟喷油时刻、关闭废气再循环、堵塞节气门等多种方法来将涡轮增压器450℃。掌握过程,该程序依据使用者的驾驶风格和压差传感器获得的信号来推断过滤器的吸附饱和程度,在必要时执行主动复原程序。