论文--缸内后喷对“DOC+CDPF”温度特性及再生效率的影响

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1、缸内后喷对“DOC+CDPF”温度特性及再生效率的影响（合肥工业大学汽车与交通工程学院，安徽合肥）摘要：随着排放法规的日益严格，DOC+CDPF已经成为降低柴油机排放CO、THC和颗粒物的主流技术。而CDPF的再生技术是目前技术发展的阻碍之一，已经成为各个国内生产商的主要研究方向，使用缸内后喷的方式使尾气温度提高到DPF的起燃温度有着简化供油系统、节省系统空间等优点。CDPF的再生标定就是发动机缸内后喷的标定，本文主要研究的是再生过程中缸内后喷对DOC、CDPF的影响，发现缸内后喷可以使尾气达到DOC的起燃温度，而次后喷可以使DOC出口温度达到CDPF的再生温度

2、。试验中验证了DOC、CDPF的起燃温度，得到了再生效率的变化规律，并且总结了一种标定的试验方法，为以后研究的进行积累了宝贵的经验。关键词：柴油机后处理；DOC；CDPF；缸内后喷；再生中图分类号：TK427文献标识码：B0引言以当前的科技水品，解决柴油机排放颗粒物最有效、最通用的后处理技术是在排气管后加装颗粒捕集器（dieselparticulatefilter，DPF）。DPF的捕集效率可以达到90%以上，大大降低颗粒物排放。但是颗粒捕集器有两大关键技术尚未完全解决，一是材料，二是再生技术。目前各大国内科研单位、生产厂商就DPF的再生过程展开了深入的研究。1

3、DPF的再生技术DPF的再生技术分为两种：主动再生与被动再生。表1列出了各种主要的再生方式。表1DPF的再生方式主动再生被动再生燃烧器喷油加热再生电加热再生燃料添加剂催化再生过滤器系统CRT系统微波加热再生红外加热再生CCRT系统DPF主动再生方法之一是喷油助燃再生。按照其实现方式的不同，基本上可以分为以下3种：一是燃烧器喷油助燃再生，该再生系统需要的燃油喷射系统、点火系统以及空气供给系统使整个再生系统比较复杂，成本较高。二是DOC上游排气管内二次燃油喷射（SFI）再生，该再生系统利用燃油在DOC内的氧化放热提高排气温度进行DPF主动再生，除了需要考虑DOC本身

4、特性的影响，还要考虑SFI系统的多个因素的影响，如喷油器的燃油喷雾特性、喷油压力和温度、喷油时刻、喷油量、燃油特性、喷油器的位置和喷油方位等等；三是缸内次后喷（LPI）喷油助燃再生。传统的DPF喷油助燃再生过程是在DPF前端设置一个燃烧室，燃烧室内有喷油器和火花塞，在DPF达到再生条件后（压差或时间），通过喷油器向燃烧室内喷射燃油，然后火花塞点火燃烧，以此使尾气达到DPF的再生温度。这种再生方法易于控制再生的时间，但是会让再生系统变得非常复杂，需要为DPF单独提供一套燃油供给系统，成本也会随之上升，同时燃烧室会增加系统体积，不利于实际安装调试。因此，目前DPF的

5、喷油助燃进化为通过发动机的缸内后喷达到DPF再生需要的条件。相对于其他喷油再生方法而言，缸内后喷的主动再生方式不需要在试验系统中加入额外的喷油设备，而是利用发动机原有的高压共轨燃油喷射系统。在DPF需要再生时，通过ETAS的INCA操作界面，改变ECU的喷油MAP，保持进气量不变，在远离上止点后的时刻喷入燃油。LPI增加发动机排气中的HC浓度，利用DPF上游DOC对未燃HC较好的氧化活性，通过DOC对HC的氧化放热提高排气温度，使得DPF入口温度达到微粒的起燃温度，实现DPF主动再生。再生过程中会在发动机气缸内加入多次喷射。先在发动机做功行程中增加一次后喷，距发

6、动机主喷较近，燃油会在发动机气缸内高温高压的环境下燃烧，目的是让DOC达到起燃温度。之后在发动机的排气行程再加入一次缸内次后喷LPI，这会少量增加发动机的燃油消耗，但对发动机的动力性和DOC入口温度影响较小。安徽省艾可蓝环保科技有限公司设计了一种“DOC+CDPF”的再生系统，再生效率可以达到90%左右。目前DPF的主要发展方向是如何控制喷油的方式、时机，既可以达到再生效率，又不会因为喷油过多造成二次污染。高压共轨电控喷油系统的使用大大提高了喷油时机、喷油量的准确度，试验过程中可以通过控制后喷来控制DPF再生。在用车改造方面，也希望以此控制再生时间和再生温度。喷

7、油量不能太少，否则达不到碳颗粒的起燃温度；也不能太多，否则未完全燃烧的燃料会产生二次污染，燃烧温度过高也容易造成载体热应力损坏和催化剂失效。2实验系统及装置本试验使用东风商用车发动机厂生产型号为EQH160-40的直列四缸水冷四冲程涡轮增压中冷柴油机，发动机详细的技术参数参照下表，试验过程中使用的柴油满足欧四标准，硫含量为30╳10-6，满足后处理催化器的应用要求。表2发动机详细参数项目参数型号东风EQH160-40排量/L4.752最大输出功率/kW118最大马力160.0最大扭矩转速/rpm1200-1600发动机尺寸/mm875×709×885汽缸数4汽缸

8、排列形式直列排放标准国四