灰分分布系数对柴油机性能的影响研究

吕 誉,沈颖刚,李 青,陈贵升,卢申科

(1.昆明理工大学 云南省内燃机重点实验室，昆明 650500；2.云南菲尔特环保科技股份有限公司,昆明 650300)

0 概述

柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter, DPF)生命周期内需要不断地通过氧化再生的方式清除碳烟以恢复其性能[1]，但柴油机排放物中包含的磷化物、硫化物及金属氧化物等不可再生的物质无法通过氧化再生的方式进行清除，这些成分会不断地累积并聚合在DPF孔道内部形成灰分[2]。灰分的存在将会极大地影响DPF及柴油机的性能。

文献[3]中通过建立DPF单孔道模型，研究了壁面灰分层对DPF捕集过程的影响。文献[4]中研究发现灰分沉积会显著改变颗粒物在DPF中的迁移沉积规律和碳烟层的微观结构。文献[5-6]中建立了灰分分布对DPF压降影响的评价函数，研究发现非对称孔结构载体有利于降低DPF压降。文献[7]中研究了灰分对DPF捕集效率的影响，结果表明DPF捕集效率会随灰分量的增加而升高。文献[8]中研究发现在载体入口通道顶部设置一层致密的膜层可极大地提高DPF捕集效率。灰分不仅会影响DPF的压降和捕集特性，还会显著影响DPF再生特性，灰分量的增加会提高DPF再生频率[4]。为了提高DPF主动再生触发时刻判断的准确性，文献[9]中建立了更加精确的DPF炭载量理论计算模型。文献[10]中提出了一种采用发动机排气温度和排气流量作为增益补偿的DPF主动再生目标温度控制方法，可降低实际工程应用中标定工作的复杂程度。文献[11]研究表明，灰分量的增加不仅会增加DPF再生相关的油耗，其压降增加还会导致发动机原机油耗增加。……