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西安交通大学学报2024年第12期:采用柴油机颗粒捕集器的最大碳载量性能试验研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:董光雷;孙楠楠;南征;刘海涛;张秋实;华伦;

单位:潍柴动力股份有限公司内燃机与动力系统全国重点实验室;清华大学苏州汽车研究院;

摘要:大碳载量下,不正常再生导致的催化型柴油机颗粒捕集器(catalytic diesel particulate filter, CDPF)载体高温烧熔或开裂是CDPF失效的主要原因。针对这一问题,采用燃烧器台架对CDPF进行最大碳载量测试。对堇青石CDPF和碳化硅CDPF进行不同碳载量的降怠速测试,不断提升碳载量直至CDPF失效。通过对CDPF内部温度分布、颗粒物数量(particulate number, PN)排放特性及失效程度进行分析,得到CDPF的最大碳载量。结果表明:在5 g/L碳载量下再生时,堇青石内部最高温度为1 163℃,超过安全再生温度,碳化硅内部最高温度为1 050℃;随着碳载量的提升,最高温度及最大温度梯度变大,虽然在超过安全再生温度下,载体存在某种程度的开裂,但不影响PN过滤性能,堇青石的开裂是从边缘向中心移动,碳化硅开裂是从中心向四周移动;当碳载量持续增加至8 g/L时,碳化硅载体的PN排放值相比全新载体提升了6倍,达到14.0×10~(11 )(kW·h)~(-1),已不具备过滤能力。试验得到了CDPF再生时的安全碳载量限值,可为实际CDPF应用中安全再生提供参考。

关键词:柴油机颗粒捕集器;;降怠速;;最大碳载量;;温度梯度;;捕集效率

基金资助:国家重点研发计划资助项目(2021YFD2000302)