【正文】 也因為阻性消聲器的小聲性能主要是因為摩擦生熱所以在高頻范圍內(nèi)阻性消聲器有 良好的消聲能力，對比起來低頻范圍的聲學性能不夠理想。（ 1）阻性消聲器的消聲原理和抗性消聲器完全不同，它是利用內(nèi)部的吸聲材料或吸收結(jié)構(gòu)的吸聲特性達到降低噪聲的目的。設(shè)定當過濾體再生失效時，背氣壓大幅度增加，當超過正常排氣壓 MP 時，閥芯被推開，旁路閥工作，開口和進口公稱直徑為 d=50mm，公稱壓力 p=～ 2MP,可手工調(diào)節(jié)。 24 p8??? l d??== （顯然壓力降遠小于 MP） 所以管徑和管長對壓力降影響在合理范圍。 vdR ??e = ? ? ??? = ? 是湍流 查表得 101n? max? = sm / ???? 根據(jù) 22 ????????? dydL x??? 求 L的計算公式。 計算旁路的排氣壓力差： （ 1）排氣管到旁路管的突然間小壓力損失： △ P=Hf? g, Hf=g22v?,2212 54?AA = 查表得 ?? 。 旁路系統(tǒng)的設(shè)計 旁路管尺寸設(shè)計 旁路管直徑選擇較小于排氣管，以利于加工和排氣壓力波增大，選擇外徑 D=50mm,壁厚 5mm。 CA 所需的時間之比 ,則 : ? L=12Ln/aT （ L—— 排氣管長度 ,m； n—— 發(fā)動機轉(zhuǎn)速 ,r/min ； aT—— 當?shù)芈曀?,m/s； 一般 ? L =30～ 50176。 排氣管設(shè)計 排氣管的長度和流通截面積越小 ,越有利于排氣能量的利用 ,但也不能過小。 錐形部分大圓和圓柱部分螺栓連接，小圓部分和排氣管螺栓連接。 圓柱部分內(nèi)直徑 d3=250mm,外直徑 D3=260mm。 由體積和直徑可以得出過濾體長度： L1=4Vcot/( ?? 2502 ?? 302)=304mm， 考慮到過濾材料對尾氣的阻力選 L1=280mm 過濾體殼體的選擇 過濾體殼體由圓柱部分和圓錐部分構(gòu)成，壁厚 ? =5mm 和發(fā)動機排氣管一致。結(jié)合對排放顆粒直徑的研究選擇孔隙為 的鐵絲網(wǎng)。整個裝置由 ECU控制，燃燒控制器控制燃燒， LPG燃燒生成的熱空氣從如圖 DPF下端的小口進入 DPF，對 DPF中的 PM進行加熱，使 DPF中的 PM燃燒，從而實現(xiàn) DPF的再生。在工作過程中，當所測風壓 PP1時，說明有可能漏風，此時風機報警，錯誤計數(shù)器加 1，停止工作。 (1+i179。 打開總開關(guān)，鼓風機 l以初始頻率 30Hz，鼓風機 2以頻率 50Hz開始工作，此時 ECU開始計時時間為 t1，壓力傳感器檢測風室壓力，當風室壓力大于 P1， (設(shè)定工作的最小壓力為一個大氣壓 )時，由 ECU給出控制信號，打開燃燒控制器，給定 i為 1，給定鼓風機 1的頻率為 40Hz，給定目標溫度 400℃，由出口熱電偶檢測溫度 T，熱電偶把模擬溫度信號給溫控儀表，溫控儀表把溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號給 ECU，當熱電偶檢測到的溫度達到加400℃時，給定 i加 1，給定鼓風機 1的頻率為 45Hz，給定目標溫度 500℃，當達到要求，繼續(xù)循環(huán)，當 i為 4時，給定鼓風機 l的頻率為 60Hz?；鹧鏅z測器或者燒嘴控制器發(fā)生故障的場 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計論文 第 9 頁 共 35 頁 合 ，燃料切斷閥動作，但具有不起動燒嘴的安全回路功能。來自火焰監(jiān)視器的信號，經(jīng)過燒嘴控制器，轉(zhuǎn)換成操作部必要的信號，使安全切斷閥動作。 圖 DPF及旁通管路 再生系統(tǒng)工作過程 它由 LPG燃燒器、燃燒控制器、燃燒器用輔助風機、混合空氣用鼓風機、變頻器和電控單元 (ECU)等基本單位構(gòu)成。為了防止這種突發(fā)故障 , 在 DPF上設(shè)置了旁通閥以及旁通管路 ,其旁通閥和旁通管路如圖 ,當排氣背壓大于旁通閥的彈簧所設(shè)定的壓力時 ,旁通閥自動打開 ,使尾氣經(jīng)旁通閥→旁通管路排除。 將 LPG燃燒放出的熱功率設(shè)為 23kW,為了幫助燃燒 ,燃 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計論文 第 8 頁 共 35 頁 燒器用輔助風機用的風量是 0. 6m3 /m in,燃燒后形成的高溫燃燒氣體進一步在混合室內(nèi)與大容量鼓風機壓入的空氣進一步均勻混合 (稀釋 ) ,以設(shè)定的 800℃的高溫流出 ,并進入DPF。本設(shè)計過程采用由高密度帶狀鐵絲網(wǎng)卷起制成的筒式濾芯，如圖 。目前，常用的過濾材料主要有壁流式蜂窩陶瓷、泡沫陶瓷、編織陶瓷纖維、金屬絲網(wǎng)與金屬纖維氈等。 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計論文 第 7 頁 共 35 頁 4 固定式反吹再生 DPF 總體設(shè)計 過濾體的選擇 過濾體材料的要求有四點：（ 1)高的微粒過濾效率；（ 2)低的排氣阻力；（ 3)高的機械強度和抗振動性能；（ 4)具備抗高溫氧化的耐熱沖擊與耐腐蝕性。利用活性很大的 NO2中的一個氧來氧化 PM中的碳煙，以達到再生的目的。這種體積加熱方式使沉積在過濾體內(nèi)部的微粒就地吸熱、著火及燃燒，過濾體內(nèi)的溫度梯度小，因而減少了熱應(yīng)力引起過濾體破壞的可能，無 疑這些對過濾體的安全有效再生是十分有利的。 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計論文 第 6 頁 共 35 頁 微波加熱再生 微波加熱再生則是利用微波所獨具的選擇加熱及體積加熱特性，對沉積在過濾體上的對微波具有極強吸收能力的微粒以及過濾體本身進行加熱，使微粒迅速燃燒。當過濾體需要再生時，壓縮空氣從過濾體出口出高速噴入，將微粒從過濾體表面清除，并落入微粒漏斗。近幾年，提出了一種新的有別于一般再生過程的再生技術(shù)，即反吹再生技術(shù)。電加熱再生對對車用電源的要求很高，在使用過程中需解決耗電量高的問題，結(jié)晶 SiC的制造工藝復(fù)雜且成本高。電加熱再生是利用具有高導(dǎo)電性能的晶體 SiC作為過濾材料，當需要再生時，將過濾體作為電加熱元件直接對其通電加熱，使沉積其上的碳煙顆粒升溫燃燒，實現(xiàn)過濾體自身的再生。這種再生技術(shù)對電功率要求較高，一般需要 ～ 3KW。燃燒不完全會使再生時排氣冒煙，也會導(dǎo)致二次污染。為保證過濾體的成功再生，要求再生燃油器具有點火可靠、燃燒完全及火焰分布均勻等特點。 噴油助燃再生 噴油助燃再生技術(shù)是通過一套專門的系統(tǒng)，適時地向過濾體上游空間噴入一定量的燃油和供給一定的空氣，由點火系統(tǒng)將噴入的燃油點燃，使過濾體的溫度上升，顆粒著火燃燒，以實現(xiàn)過濾體的再生。若沉積物過多，被壓上升，就會通過定期更換過濾體來解決。另外，由于柴油機排氣中的微粒含量很大，隨著時間的進行，催化劑的作用會逐漸削弱或 完全消失，即催化劑中毒，從而影響到過濾體的有效再生和對其它有害氣體的催化凈化效果；（ 2）采用燃油添加劑，即在燃油中加入金屬有機物，燃燒后生成的金屬氧化物對微粒起催化作用，使微粒著火溫度降低，從而在較低的排氣溫度小，不需外部能源，過濾體能自行再生。在再生過程中，過濾體所受到的熱負荷較小，因此提高了過濾體的壽命及工作可靠性。二者都需要優(yōu)化控制再生策略。目前，主動再生方法有噴油助燃再生、電加熱再生、微波加熱再生及反吹再生等；被動再生有燃油添加劑再生、連續(xù)再生以及催化劑再生等。 DPF再生的 方法有 2種：（ 1）通過在燃油中加入添加劑或在過濾材料表面涂催化層來降低 PM的燃點，是的 PM能在較低的溫度下燃燒，一般稱為被動再生；（ 2）利用外界能量來提高 DPF內(nèi)的溫度，使 PM著火燃燒，稱為主動再生。因為，微粒手機其采用的是毛孔吸附法，吸附后的微粒粘在載體毛孔通道上，堵塞排氣通道，對柴油機排氣產(chǎn)生阻力，將會直接影響到柴油機的經(jīng)濟性和動力性。該方法可以從柴油機排氣中除去碳煙顆粒，其效率遠超過 90%。 柴油機微粒捕捉器（ DPF） DPF是柴油機微粒排放后處理的主要方式，它 由收集排氣微粒的濾芯和各類周期性 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計論文 第 4 頁 共 35 頁 的把濾芯中積存的微粒燒掉或氧化掉的再生系統(tǒng)所組成。除了降低燃油中硫含量，通過改變載體的材料構(gòu)成，也可以提高 DOC的抗硫老化性能。另外燃油中的硫含量 過高，會導(dǎo)致排氣經(jīng) DOC時硫酸鹽成分的增加，有可能導(dǎo)致微粒排放的升高，因而 DOC必須與低硫柴油一起使用。高溫老化主要是由于貴金屬在高溫下發(fā)生了燒結(jié)而導(dǎo)致了催化劑活性點減少、性能下降；催化器中毒主要是由于排氣中的硫酸鹽及顆粒等成分覆蓋了載體表面活性點而導(dǎo)致了催化性能下降。因此，選擇合適的催化器和使用低硫燃油就顯得尤為重要。 DOC在氧化掉 PM中的一部分 SOF的同時也將尾氣中的部分 SO2氧化成硫酸鹽，所以對于含硫量較高的柴油來說，使用氧化催化器將使微粒物排放中的硫酸鹽比例增大， 這樣就降低了氧化 SOF的效果，甚至使 PM的排放增加。研究表明 DOC可以使有毒的部分減少 68%，多環(huán)芳香碳氫化合物排放減少 56%，乙醛減少 70%。 DOC對于純碳粒幾乎不起作用。其氧化原理與汽油機三效催化器氧化 HC和 CO的原理基本一樣，可以同時有效減少排氣中的 HC和 CO。在我國，由于我國化工煉油工業(yè)和內(nèi)燃機制造工業(yè)的相對落后，柴油機排氣中有較多硫化物成分，而且相當部分潤滑油也形成為未燃烴類排出發(fā)動機。 圖 碳煙 PM的形成過程 柴油機微粒中的硫化物主要來源于柴油中硫的氧化，因此降低燃油中的硫含量是非常重要的。最后，碳煙基元堆積成微粒。一般認為碳煙形成的過程是：烴類燃料中的烴分子在高溫缺氧的條件下熱裂 解形成部分乙烯和聚合烯；乙烯和聚合烯在不斷的脫氧后聚合成以碳為主的直徑為 2nm左右的碳煙核心；氣體中的烴在這個碳煙核心表面的凝聚以及碳煙核心之間的凝聚使得碳煙核心的表面增大，成為直徑為 20—— 30nm左右的碳煙基元。碳煙形成的條件是高溫和缺氧。 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計論文 第 2 頁 共 35 頁 2 機顆粒物的組成及生成機理 柴油機顆粒物組成主要由三部分組成，即固態(tài)的未燃碳顆粒聚合物（ DS）、可溶有機物（ SOF） 、無機鹽類及其它的一些聚合物。奧運前夕 ,北京政府招標 100臺 DPF,安裝在公交、環(huán)衛(wèi)、郵政等系統(tǒng)的柴油車上作試點 ,其中標單位全為外企。 我國從上世紀 80年代中期就開始了DPF問題的探索和研究工作 ,但進展緩慢 ,對于 DPF的材質(zhì)和 DPF的再生問題的研究依然沒有得到實質(zhì)性進展。油品質(zhì)量的提高特別是硫含量的減少是降低柴油機 PM排放的必經(jīng)之路。隨著人們對環(huán)境保護的重視，越 來越嚴格的車用柴油機排放法規(guī)將會制定并實行。 控制柴油機對環(huán)境污染的首要任務(wù)是降低其 NOx和 PM 排放量 。柴油機排放的 PM和 NOx對環(huán)境有十分惡劣的影響。s national conditions and design requirements, the filter body use inexpensive and practical synthesis of cylindrical roll of barbed wire, recycled renewable heating system selected blowback, liquefied petroleum gas from the heating source (LPG). Knowledge of fluid dynamics calculations bined length and tube diameter and other dimensions. Regeneration System Selection mature gas burners and blowers, at the right sizes and filtering devices for assembly. Then bine the knowledge of the entire automotive electronic control systems in order to achieve optimal work, which involves a large number of sensor applications knowledge, parameter summary calculations, and microcontroller technology. Finally, this paper also designed several experiments to the design of the device