基于燃烧器的GPF快速累灰测试方法及其应用

邓俊，李笑杰，李梦迪，李理光,2

(1.同济大学汽车学院,上海 201804；2.同济大学中德学院，上海 201804)

0 引言

缸内直喷汽油发动机(GDI)具有更高的动力性和更好的燃油经济性[1-2]，市场占有率正在不断提高[3]，国六排放法规的实施及对汽油机颗粒物排放的严格限制，使乘用车汽油机颗粒捕集器(Gasoline Particulate Filter，GPF)成为解决GDI汽车较高颗粒物排放问题的必备装置[4]。由于发动机工作过程中，极少量机油会进入燃烧室燃烧并随废气一同排出，对发动机排放及后处理部件产生影响[5]。灰分成分为机油各种添加剂中的钙、磷、锌等化合物[6]，无法通过再生的方式去除，只能将GPF从排气系统中拆下用物理方法除去[7]，因此，探究机油灰分在GPF上积累的影响以及GPF的耐久性很有必要[8]。但灰分在GPF内部沉积是一个漫长的过程，需要经过长时间积累和再生后才能达到一定的累灰水平[9]，给科研工作带来极大的不便。因此，探究灰分积累需要寻找一种快速、可靠的GPF快速累灰的方法。

2008年，Sloan汽车研究所的Alexander G.Sappok等人[10]设计了一个机油-柴油混合燃烧器，并将得到的尾气与发动机尾气一起通入DPF中来快速累灰，该台架可在10 h内达到40 g/L灰分积累量。2010年，NGK的Shuji Fujii[11]介绍了一种新的灰分快速积累方法，即在天然气燃烧器及DPF之间补充颗粒物直径为1.9～2.4 μm，密度为2.7～2.8 g/cm3的碳酸钙颗粒，并将结果与文献进行比较，证明了所提出测试方法的有效性。2010年，Cambustion公司的TimHands等人介绍了一种基于燃烧器的柴油机颗粒物生成器[12]，该仪器每小时可以产生超过1.5 g的灰分颗粒，并且依靠真空泵调节燃烧器的燃烧压力，使其不受DPF加载程度的影响。……