摘 要：隨著柴油機(jī)排放要求的日益嚴(yán)苛，我國(guó)已基本開始全面步入國(guó)五排放的時(shí)代;為了達(dá)到這一排放標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)五柴油機(jī)基本上都會(huì)增加后處理對(duì)尾氣進(jìn)行清潔處理;常用的后處理技術(shù)路線為EGR+DOC+DPF或SCR;DPF做為實(shí)現(xiàn)國(guó)五排放的重要零部件，其性能不僅影響到發(fā)動(dòng)機(jī)排放是否達(dá)標(biāo)，還會(huì)隨著累灰量的增加影響到發(fā)動(dòng)機(jī)性能。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī);后處理;DPF;累灰量

0 前言

為了實(shí)現(xiàn)國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)，僅僅依靠提高發(fā)動(dòng)機(jī)自身的燃燒水平還是不夠的必須綜合使用排氣后處理技術(shù)來控制排放，其中EGR+DOC+DPF就是目前最主流的技術(shù)路線之一。但是為了滿足柴油機(jī)的潤(rùn)滑性能，需要在機(jī)油中加入一定的添加劑，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)部分機(jī)油參與燃燒，添加劑在機(jī)油燃燒時(shí)不會(huì)參與燃燒，形成灰分; DPF在捕集碳煙顆粒的同時(shí)，也會(huì)把機(jī)油燃燒后產(chǎn)生的灰分捕集起來，灰分是無法通過再生清除掉的，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，DPF中捕集的灰分持續(xù)增加，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣背壓持續(xù)增加，降低發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。因此，為驗(yàn)證灰分對(duì)DPF壓差特性的影響，特進(jìn)行此次試驗(yàn)。

1 試驗(yàn)描述

為了驗(yàn)證灰分對(duì)DPF壓差特性的影響，本次試驗(yàn)選用2.0CTI國(guó)五柴油機(jī)作為試驗(yàn)樣機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)主要參數(shù)見表2。通過對(duì)不同累灰量的DPF進(jìn)行空速掃描試驗(yàn)，得出不同累灰量的DPF的壓差特性曲線，從而得出不同累灰量時(shí)DPF壓差變化的規(guī)律。

1.1 試驗(yàn)設(shè)備

本次試驗(yàn)主要采用南峰電渦流臺(tái)架，試驗(yàn)使用的主要設(shè)備如表1所示，DPF壓力、溫度傳感器布置如圖1所示。

注：圖中標(biāo)注數(shù)字為后處理傳感器安裝位置，其中1為DPF前壓力傳感器，2為DPF前溫度傳感器，3為DPF后壓力傳感器，4為DPF后溫度傳感器。

1.2 試驗(yàn)過程

（1）選取兩個(gè)新DPF樣件按HJ451中7.1.2規(guī)定進(jìn)行預(yù)處理;對(duì)預(yù)處理后的DPF強(qiáng)制再生30min，再生結(jié)束后停機(jī)，待DPF入口溫度下降到250℃時(shí)將DPF拆下稱重;

（2）分別對(duì)兩個(gè)新DPF進(jìn)行空速掃描試驗(yàn)（工況如圖2所示），并記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù);

（3）兩個(gè)DPF樣件分別進(jìn)行200h和400h時(shí)長(zhǎng)的累灰試驗(yàn)（保證兩個(gè)DPF累灰量不同），試驗(yàn)后對(duì)兩個(gè)DPF樣件進(jìn)行稱重，并分別計(jì)算出兩個(gè)DPF的累灰量;

（4）分別對(duì)兩個(gè)累灰后的DPF進(jìn)行空速掃描試驗(yàn)（工況如圖2所示），并記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2 試驗(yàn)結(jié)果

兩個(gè)新的DPF進(jìn)行累灰試驗(yàn)后分別稱重，200h累灰試驗(yàn)后DPF增加42.9g，400h累灰試驗(yàn)后DPF增加76g;即200h累灰42.9g，400h累灰76g。

對(duì)比不同累灰量的DPF空速試驗(yàn)結(jié)果，并繪制對(duì)比曲線（如圖3）;并對(duì)比200h和400h試驗(yàn)前后DPF壓差隨排氣流量變化的變化曲線（如圖4、5所示）。

3 結(jié)論

（1）對(duì)比不同累灰量的DPF空速試驗(yàn)結(jié)果，得出DPF中捕集的灰分越多，DPF壓差越大;在DPF入口溫度不變的情況下，DPF的壓差增加量與空速成線性關(guān)系，且DPF中捕集的灰分越多，線性的斜率越大，即DPF壓差增加速度越快;

（2）對(duì)比200h試驗(yàn)前后DPF壓差隨排氣流量變化曲線及400h試驗(yàn)前后DPF壓差隨排氣流量變化曲線，當(dāng)排氣流量增加180kg/h時(shí)：200h累灰試驗(yàn)前壓差增加3.117kpa、200h累灰試驗(yàn)后壓差增加3.522kpa，兩者相差0.405kpa;400h累灰試驗(yàn)前壓差增加3.34kpa、400h累灰試驗(yàn)后壓差增加3.912kpa，兩者相差0.572kpa。由此得出排氣量增加一定時(shí)當(dāng)DPF累灰量的增加時(shí)DPF前后壓差增加更大，因此，當(dāng)DPF累灰量增加時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響增加且隨著發(fā)動(dòng)機(jī)排氣量的增加影響程度加大。

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作者簡(jiǎn)介：楊咸珠（1982-），安徽樅陽人，本科，性能試驗(yàn)工程師，研究方向：發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)、發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試技術(shù)。