王川中 彭宇明

（西南交通大学机械工程学院 四川 成都 611756）

引言

随着人们环境保护意识的提升，对环境污染的治理成为人们日益关注的问题。环境保护部发布的《2016年中国机动车环境管理年报》显示[1]，中国已经连续七年成为世界第一机动车产销大国，机动车污染已成为我国空气污染的重要来源。随着柴油车市场的逐步扩大预计到2020年，中国柴油轿车占有率将达到30%[2]。而柴油车是机动车PM的主要贡献者[3]，因此对柴油车尾气中PM的处理显得尤为重要。而目前应用较广的处理技术之一便是柴油机颗粒捕集器（Diesel Particulate Filter）[4]。

对DPF的研究主要集中在通过DPF产生的压降、捕集效率及再生时材料的可靠性上。目前在材料的研究上已经取得了重大进展[5]，如何在保证DPF捕集效率（尤其是初始捕集效率）的前提下，最大限度地减小通过DPF的压降是研究要达到的重要目标。国内研究者对DPF的研究主要集中在孔道形状结构、进排气孔道对称性及灰分等对捕集性能的影响上[6-7]。研究者多关注柴油机和DPF外部结构的匹配性，对内部结构的影响分析不足，但DPF内部结构复杂，对DPF的性能和发动机性能存在较大影响，且内部结构参数之间也存在耦合关系，这对DPF的结构设计提出了多目标优化的要求。本文在前人研究的基础上应用试验设计方法（Design of Experiments）在某发动机全工况范围内找出DPF内部结构参数（主要包括：DPF孔道密度CPSI、过滤体介质微孔直径、过滤体渗透率、过滤体孔隙率、过滤壁面厚度）对压降和捕集效率的影响规律并对参数进行优化，最终达到净化发动机尾气中颗粒物的同时减小因增加DPF对发动机排气背压升高影响的目的。……