58
国外内燃机
排气管喷油再生的DOC辅助DPF系统
起喷温度的试验研究
臧志成陈鹏朱磊赵闯朱义和吴文付
（1.凯龙高科技股份有限公司，无锡214153）
2017年第1期
摘要：通过发动机台架试验，在固定发动机排气流量的条件下，试验研究了不同柴油机氧化催化
器(DOC)前温度、排气尾管燃油喷射速率、贵金属(PGM)涂层含量时，DOC的碳氢化合物(HC)转化性能；得出DOC性能的变化规律、起喷温度的标定方法、PGM涂层含量对DOC催化器的影响规律。试验结果表明：随着DOC前温度的升高，DOC的HC转化能力增强，碳氢泄漏现象减弱。可通过标定达到柴油机颗粒摘集器（DPF）目标再生温度所需的DOC前温度（起喷温度）随喷油速率的脉谱图确定尾管喷射再生系统的起喷温度。随着喷油速率的增大，起喷温度先逐渐降低，然后缓慢上升。 PGM涂层含量增大，DOC的HC转化能力增强，达到DPF目标再生温度所需要的起喷温度减小。 PGM涂层含量为A和Bg/L时，达到目标温度所需的最低起喷温度为240～244℃。
关键词：氧化催化器前温度排气尾管喷射喷射速率起喷温度柴油机颗粒捕集器
0概述
随着《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法（中国三、四、五阶段）》、《非道路移动机械用柴油机排放污染物限值及测量方法（中国三、四阶段）》、《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第五阶段）》等排放法规的颁布，如何降低柴油机尾气污染物排放已成为众多发动机、整车厂所聚焦的问题。目前，仅靠发动机燃烧标定、改变燃烧室形状等技术已难以满足逐渐加严的排放法规，依靠柴油机排气后处理技术可有效降低柴油机污染物排放
当前应用的柴油机排气后处理技术主要包括：去除氨氧化物（NO.）的选择性催化还原（SCR)技术和去除颗粒物（PM）的柴油机颗粒捕集器技术(DPF）。DPF技术可通过过滤手段有效降低PM排放，其PM过滤效率高达95%以上[1-3]。
使用DPF系统时，随着过滤碳烟的逐渐累积，发动机排气阻力增大，使得发动机油耗升高，动力下降，因此需定期将沉积在DPF过滤体内的PM清除掉，即进行DPF再生。目前，DPF有多种再生方式，总结起来可分为机械再生和热再生2种。机械再生主要包括反吹再生、机械振动再生[4-5]等，机械再生方式需将 DPF装置拆卸，并且收集的碳烟也需集中处理，难以满足单一牵病握用。目前，热再生中的缸内后喷再
生和排气尾管喷油助燃再生应用最为广泛，尤其是排气尾管再生因其开发费用低、标定周期短、适用车型广等优点，目前被大量后处理厂商采用。
进行排气尾管再生时，通过安装在排气尾管的喷嘴喷入再生燃油，利用DOC氧化碳氢来提高排气温度，使PM在较高的排气温度下与氧气反应，实现 DPF的再生。DOC有工作温度范围，当DOC温度较低时，喷人的再生燃油难以有效转化，将造成“碳氢泄漏”，并容易发生不可控再生，影响DPF的再生安全性7；当DOC温度过高时，会导致DPF的再生工况区间变小。确定合理的尾管喷射再生温度，不仅能减弱再生时的碳氢泄漏现象，减小再生油耗，避免失控再生的发生，还可扩大再生工况范围，加快 DPF技术的推广。
国外，文献8重点研究了碳氢喷嘴安装位置对 DOC性能的影响，文献［9］研究了不同孔密度的 DOC的碳氢、CO的转化性能差异。国内，文献[6 研究了单一涂层量的DOC在单一工况下（DOC前排气温度不变)不同尾管喷射喷油速率时DOC的升温能力，文献[10］仿真模拟了DOC的升温曲线，文献[11]试验研究了缸内后喷对DOC人口温度的影响。对于不同PGM涂层含量、DOC入口温度下，不同喷油速率时DOC的升温能力缺乏系统性的研究。本文基于凯龙蓝烽公司的涂层和台架资源，利用自