微米木纖維DPF冷卻系統(tǒng)設計及試驗研究.pdf

1、隨著全國各地霧霾天氣的頻繁出現(xiàn)，引發(fā)了人們對于PM(Particulate Matter)的普遍關(guān)注。柴油車尾氣中排放的碳煙顆粒作為大氣PM的主要來源之一，其表面附著的金屬氧化物、炭氫化合物、硫酸鹽、微細粒子和有致癌作用的多環(huán)芳烴，會對環(huán)境和人體健康帶來嚴重的危害。目前，微粒捕捉器(Dicsel Particulate Fllter，DPF)技術(shù)是控制柴油車尾氣PM排放最為簡單和有效的后處理技術(shù)之一，以微米木纖維作為DPF濾芯材料時，具

2、有過濾效率高、排氣背壓小和容塵量多等優(yōu)點，但由于木材的自然屬性不能長時間承受高溫尾氣，因此柴油機的排氣降溫是這技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。為此，本文將研制一個管翅式冷卻器對尾氣降溫，保護微米木纖維濾芯，延長DPF的使用壽命。
　　尾氣溫度是設計冷卻器的重要依據(jù)，本文首先對柴油車排氣尾管處的尾氣溫度進行分析，充分考慮消音器和排氣管尺寸對尾氣溫度的影響，將尾氣從生成到排出這一過程分段分析，并將模型簡化，得出排氣尾管處尾氣溫度的數(shù)值計算模型。通

3、過試驗驗證表明，與數(shù)值計算模型模擬的結(jié)果基本相符合，根據(jù)尾氣溫度的數(shù)值模型可以為不同車型的微米木纖維DPF的冷卻器設計提供理論依據(jù)。
　　根據(jù)柴油機參數(shù)以及消音器和排氣管的尺寸，設計一個由多排翅片管組成的管翅式冷卻器，滿足將該柴油機在額定工況下的尾氣溫度冷卻至220℃。通過MATLAB分析冷卻器結(jié)構(gòu)參數(shù)（基管內(nèi)徑、管間距、翅片高度、翅片間距）對冷卻性能的影響，再采用權(quán)函數(shù)法對冷卻器結(jié)構(gòu)進行多目標（冷卻面積、壓降、翅片效率）優(yōu)化，得

4、出最優(yōu)結(jié)構(gòu)。并基于C8051設計了冷卻控制系統(tǒng)，根據(jù)尾氣溫度控制風機的啟動以及冷卻器兩端的排氣壓降，提示冷卻器是否需要清洗。
　　搭建管翅式冷卻器性能檢測試驗臺，并采用組態(tài)王kingview6.55軟件開發(fā)性能檢測系統(tǒng)，及時獲取有效數(shù)據(jù)并進行分析管理。試驗結(jié)果表明，管翅式冷卻器具有良好的冷卻效果，能滿足微米木纖維濾芯的要求，且具有較低的排氣背壓。基于C8051設計的冷卻控制系統(tǒng)能根據(jù)系統(tǒng)設置的尾氣溫度上限值和下限值快速準確的控制冷