柴油機顆粒過濾技術分析

,削減顆粒排放的最有效的裝置,將現(xiàn)代電子技術運用于顆粒排放掌握,提高顆粒過濾器的過濾效率是技術的關鍵。柴油機排氣的有害成分柴油機排氣的有害成分主要有CO,HC,NOx和硫化物、顆粒物及臭味等。由于柴油機混合氣較稀,平均空燃比大于理論空燃比),CO,HC出,特別是顆粒物的排放遠高于其他類型車輛,有試驗說明柴油機顆粒物的排放是汽油機的數(shù)十倍。顆粒物的危害,,這些顆粒可在空氣中漂移多達幾十天,有害物質(zhì)隨顆粒物進入人體肺部,并有可能透過肺泡進入血液,引起呼吸系統(tǒng)生病、損傷肺、致癌、使人視力下降等。顆粒物的生成機理由燃燒室排放出的顆粒物(ParticulateMatter)有三個來源,一是不行燃物質(zhì);二是可燃但未進展燃燒的物質(zhì);三是燃燒生成物。燃燒過程中排出顆粒物的組成中大局部是固態(tài)碳(碳黑),另外還有碳氫化合物、硫化物和含金屬成分的灰分等[1]。在燃燒純氣體燃料和液體燃料時都能形成碳黑,燃燒液體燃料時形成得更多一些。[1]柴油機燃料供給系構造、柴油的成分都會影響顆粒物的形成。概括起來有以下幾個方面。壁面激冷,:①噴油時間和噴油延遲不當、噴霧不良、渦流強度過低等;②缸內(nèi)氣體溫度以及壁面溫度;③柴油機工況轉變時,溫度場的延遲效應。局部燃油過濃,局部燃油過濃將導致固體碳粒和黑煙的產(chǎn)生。燃燒開頭時,噴束中心的油滴大于四周的油滴,局部空燃比小,產(chǎn)生不完全燃燒,生成大量微粒;噴油終了時,由于噴油壓力和缸內(nèi)的壓差較小,油滴較大,易形成局部燃油過濃。著火延遲期長低負荷工況的著火延遲期長,簡潔產(chǎn)生局部燃油過稀,造成局部失火,引起大量的SOF(可溶性物質(zhì))和HC的產(chǎn)生。柴油質(zhì)量顆粒物的生成量也有很大關系。顆粒物過濾器顆粒過濾器的作用,用更換過濾器或?qū)κ占念w粒承受氧化或燃燒的方法進展清潔,使顆粒過濾器恢復原狀重工作。顆粒過濾器的構造和分類顆粒過濾器通常為圓筒形,,可將顆粒過濾器分為整體式及非整體式兩大類。整體式過濾器的濾芯為整體蜂窩狀,常用堇青石(MgO,Al2O3及SiO2組成)制成。兩端面孔道的進、排氣孔間隔地用陶瓷塞堵住。排氣經(jīng)過微小多孔的壁時,顆粒被截住[1],1[2]所示。,排氣從彎曲的微小孔道中通過。當承受矩形截面的金屬線時,一般在其外表包括一層γ-Al2O3,由于γ-Al2O3外表呈松枝狀結晶,比外表積大[1]。對顆粒過濾器的要求過濾效率高(或單位時間)在過濾器中收集到的顆粒質(zhì)量與單位里程(或單位時間)50%～80%?？勺孕性偕?燒掉積存在過濾器內(nèi)的顆粒,行再生的力量。濾芯材料性能好1000℃以上。因此,濾芯材料應能承受,應具有足夠的強度、化學穩(wěn)定性、抗熱裂等性能。過濾器容積適當,應盡可能減小外形尺寸,并且應具有肯定的通用性。壽命長,要受到熱脹、振動以及由此產(chǎn)生的機械應力和熱應力作用,因此應有足夠的牢靠性。顆粒過濾器的再生技術顆粒過濾器的容積有限,使用一段時間后,排氣背壓會增加,如不準時地去除掉顆粒,柴油機性能會變壞,比油耗增加。所以應對過濾器進展準時的再生。過濾器再生的原理是使顆粒發(fā)生氧化反響變成CO2以下三個方面:溫度是否大于開頭著火燃燒的最低溫度。氧濃度是否大于2%。是否有足夠的反響時間。600℃以上,過濾器的顆粒能較快地氧化燃燒;而在局部負荷、小負荷時,由于溫度低,不能進展顆粒過濾器的再生。為了能在多種工況下使顆粒物發(fā)生氧化反響變成CO2氣體,一般承受降低顆粒開頭著火燃燒的最低溫度或提高排氣溫度的方法[1]。降低顆粒開頭著火燃燒的最低溫度()。但這種方法只有與催化劑外表接觸的顆粒,才能在較低溫度下進展催化燃燒。在燃油中參加催化劑。其中一種方法是預先調(diào)制成混合燃料,另一種是邊混合邊使用。4.3L柴油機上的試驗說明,柴油中參加不同金屬化合物催化劑,能使整體式多孔陶瓷過濾器的顆)600～700℃,當分別0.13g/L的銅、鉛、錳時,400～450℃,450～500℃,500～550℃[1]。提高排氣溫度承受進氣節(jié)流、排氣節(jié)流、推遲噴油時間、加熱進氣等方法提高排氣溫度,但這些方法都會產(chǎn)生燃油消耗增加等問題。,設置一燃燒器,用噴油器向燃燒器噴入少量燃油,利用排氣的氧或另外供給燃燒器的二次空氣,用火花塞或電熱塞點燃燃油,產(chǎn)生高溫燃氣,1～2min后,即可完成再生過程。逆向再生方式的顆粒過濾裝置帶電加熱器的顆粒過濾裝置這種裝置的特點是對收集在過濾器內(nèi)的顆粒承受從過濾器出口側到入口側進展燃燒的逆向再生方式。:依據(jù)發(fā)動機負荷和轉速推斷發(fā)動機是否處于怠速工況,假設處于怠速工況,再推斷過濾器壓降是否大于設定值,假設條件成立,即進展再生處理。過濾器捕集到的顆粒量不同,,過濾裝置掌握10min時,合上再生開關,此時全部排氣從過濾器旁通管通過,電加熱器自動啟動,二次空氣由鼓風機送入過濾器,以加速過濾器內(nèi)顆粒的燃燒。整個再生過程僅需幾分鐘。:,簡潔點燃累積的顆粒并易于初始燃燒。②有利于將顆粒燃燒溫度掌握在較低水平,擴大過濾器內(nèi)累積顆粒安全再生的上下限。,二次空氣流可將顆粒燃燒產(chǎn)生的熱量從過濾器壁帶走。而傳統(tǒng)再生產(chǎn)生的熱量直接傳給過濾器壁,造成溫度過高,損壞或燒壞過濾器壁。④縮短所需的再生時間。帶逆向噴氣凈化器的顆粒過濾裝置放熱使過濾器產(chǎn)生裂縫和熔化;②因顆粒燃燒留下灰燼并在過濾器內(nèi)累積。,沒,去除掉柱形通道外表的顆粒,掉下來的顆粒落到漏斗里,由其中的鎧裝電加熱器燃燒掉。蝶形閥的作用是掌握排氣,提高逆向噴氣凈化的效果。,防止壓縮空氣反向流淌。,,過濾裝置的壓降要增加一倍,但由于僅需0.45s時間就可完成逆向噴氣凈化,所以不會給發(fā)動機工作帶來任何影響。A6L3.0I-V6-TDI型柴油發(fā)動機顆粒過濾器過濾器構造,統(tǒng)的催化轉化器相像,二者的區(qū)分在于該顆粒過濾器的通道在進氣和排氣方向上是交替鎖閉的,這樣含有炭煙的廢氣必需得穿過透氣的氧化硅層,才能流到排氣系統(tǒng)出口,炭煙則滯留在陶瓷壁上。,620℃,以提高炭煙顆粒的燃燒速度。壓差傳感器作用是監(jiān)控顆粒過濾器前后的壓力差、識別過濾器是否被炭煙堵塞。復原反響):350～500℃時,顆粒過濾器中所含的炭煙被緩慢而認真CO2;(與主噴油接近)、加大噴油量、延遲噴油時刻、關閉廢氣再循環(huán)、堵塞節(jié)氣門等多種方法來將渦輪增壓器450℃。掌握過程,該程序依據(jù)使用者的駕駛風格和壓差傳感器獲得的信號來推斷過濾器的吸附飽和程度,在必要時執(zhí)行主動復原程序。