面向控制的DPF再生效率建模和试验研究*

黄铁雄，胡广地，孟忠伟，曾东建

（1.西华大学汽车与交通学院，成都 610039；2.西南交通大学机械工程学院，成都 610031）

前言

在DPF 热再生过程中，采用较高的再生效率有助于降低柴油机实际运行过程中的DPF 再生频率，从而降低综合燃油消耗。另一方面，由于再生完成后的洁净DPF 在初始工作阶段对PM 的捕集效率较低［4］，因此应避免采用过高的再生效率，以降低排放。轻型柴油机通常采用缸内后喷油方式来辅助DPF 热再生，因此再生过程中在确保合理的再生效率的基础上降低再生持续时间，也有利于降低机油稀释影响，从而减小对发动机的磨损，延长机油更换的时间间隔和发动机的使用寿命。可见，再生效率是对DPF 热再生过程进行有效管理、促进高效应用的重要控制变量，可为DPF 热再生结束的控制提供判断依据。目前主流文献中均以DPF内碳载量作为判断热再生开始的依据，但对于如何判断DPF 再生结束缺乏进一步的深入探讨。文献［5］和文献［6］中利用安装在DPF两端的压差传感器测量DPF压差信号，建立碳载量与压差、排气流速等的对应关系，以此来判断DPF非再生阶段的碳载量水平和再生开始的时机。由于DPF热再生阶段的氧化反应作用使得DPF 深床层和饼层的局部碳烟结构被破坏，因此再生过程中基于DPF压差信号计算的碳载量与实际碳载量往往存在较大误差。文献［7］中提出了一种基于质量平衡的DPF 碳载量估计模型，但对于碳烟氧化的化学反应动力学参数采用了来自固定反应床的模拟炭黑的小样试验结果，同时对于模型估计的碳载量是否可用作再生结束的判断依据未作进一步讨论。……