基于正交试验设计的DPF再生特性影响因素研究
2021-11-06毕玉华韩慧芳万明定彭益源
王 鹏,毕玉华,韩慧芳,万明定,彭益源
(1.昆明理工大学 云南省内燃机重点试验室,云南 昆明 650500;2.昆明云内动力股份有限公司,云南 昆明 650217)
0 引言
柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)是柴油机机外净化路线中降低颗粒物(particulate matter,PM)和颗粒数(particle number,PN)最有效的方法之一,其捕集效率可达90%以上[1-2].在DPF工作过程中,由于颗粒物的不断累积,需要对DPF进行周期性或连续性再生.而再生的过程中,必须保证再生时DPF内压降损失、温度峰值及温度梯度不得超过安全阈值[3-4],因此研究再生过程中DPF内部的碳烟沉积变化、温度分布特性及压降损失变化,对于提高DPF工作可靠性具有重要意义.
DPF的再生特性是再生过程中DPF所具有的温度、压降以及载体内部颗粒物的燃烧及分布特性.国内外学者针对DPF的再生性能及其影响因素都进行了一定的研究.Wangard等[5]利用FLUENT软件建立了DPF碳烟加载和再生的三维计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)模型,用来预测捕集器的孔道内和多孔壁中的碳烟、速度、温度分布,证明了DPF研究中三维模型的重要性.Pinturaud等[6]设计了一种试验方案,通过控制DPF部分再生,对单一孔道不同轴向位置处取段分析,发现DPF内碳烟分布均匀性与再生效率有关.Lupše等[7]采用简单的碳烟燃烧和传热子模型,针对再生阶段的滤饼燃烧和载体热响应进行建模,通过研究孔目数、孔道大小、捕集器渗透性及热容对排气背压恢复、再生效率和热失效风险的影响,优化了车用DPF的结构参数.徐小波等[8]等建立了DPF再生阶段多通道模型数值模型,对DPF再生……
