Nghiên cứu đặc tính phát thải hạt từ động cơ diesel sử dụng bộ lọc hạt diesel cho nhiên liệu thay thế

International Journal of Automotive Technology - Tập 13 - Trang 1023-1032 - 2012
D. Wang1, Z. C. Liu1, J. Tian1, J. W. Liu2, J. R. Zhang2
1State Key Laboratory of Automobile Simulation and Control, Jilin University, Changchun, China
2Research and Development Center, FAW Group Corporation, Changchun, China

Tóm tắt

Đo lường số lượng hạt là một phương pháp mới để xác định phát thải, có thể chính xác hơn ở mức phát thải rất thấp so với việc sử dụng phương pháp đo trọng lượng. Một nghiên cứu thực nghiệm đã được thực hiện để điều tra ảnh hưởng của tính chất nhiên liệu đối với hiệu suất, quá trình đốt cháy, khí phát thải có điều chỉnh và phát thải số lượng hạt của động cơ diesel với bộ lọc hạt diesel không sử dụng xúc tác (DPF). Tác động của bộ lọc đối với phân bố kích thước hạt đã được báo cáo. Hiệu quả lọc dựa trên số lượng DPF về mặt hiệu suất số lượng và hiệu suất phân đoạn cho nhiên liệu diesel dầu mỏ và hai loại nhiên liệu thay thế BTL và GTL đã được phân tích. Đối với hầu hết các chế độ kiểm tra, bộ lọc có hiệu suất số lượng cao hơn cho diesel so với BTL và GTL. Hiệu suất phân đoạn DPF cho thấy nó phụ thuộc mạnh vào loại nhiên liệu và biến đổi rộng rãi ở mỗi khoảng kích thước. Đối với diesel, hiệu suất phân đoạn của bộ lọc đủ cao và hoạt động như lý thuyết lọc dự đoán. Đối với BTL và GTL, hiệu suất phân đoạn của bộ lọc giảm khi hiệu suất bất ngờ thấp trong chế độ hạt nhân được thể hiện. Nghiên cứu này sẽ có ích trong việc hiểu hiệu suất lọc dựa trên số lượng DPF đối với các nhiên liệu thay thế và sẽ cung cấp thông tin cho sự phát triển của công nghệ kiểm soát phát thải hạt.

Từ khóa

#động cơ diesel #bộ lọc hạt diesel #phát thải hạt #hiệu suất lọc #nhiên liệu thay thế

Tài liệu tham khảo

Azimov, U. B., Kim, K. S. and Jeong, D. S. (2011) Instantaneous 2-D visualization of spray combustion and flame luminosity of GTL and GTL-biodiesel fuel blends under quiescent ambient conditions. Int. J. Automotive Technology 12,1, 159–171. Cho, Y. S., Kim, D. S. and Park, Y. J. (2008). Pressure drop and heat transfer of catalyzed diesel particulate filters due to changes in soot loading and flow rate. Int. J. Automotive Technology 9,4, 391–396. Cheng, A., Dibble, R. and Buchholz, B. (2002). The effect of oxygenates on diesel engine particulate matter. SAE Paper No. 2002-01-1705. Filippo, D. A. and Ciaravino, C. (2011). Particle number, size and mass emissions of different biodiesel blends versus ULSD from a small displacement automotive diesel engine. SAE Paper No. 2011-01-0633. Huynh, T. C., Johnson, H. J., Yang, L. S., Bagley, T. S. and Warner, R. J. (2003). A one-dimensional computational model for studying the filtration and regeneration characteristics of a catalyzed wall-flow diesel particulate filter. SAE Paper No. 2003-01-0841. Joshi, A., Chatterjee, S. and Walker, A. (2011). An evaluation of particle size distributions and particle number-based reductions from various PM emission control technologies. SAE Paper No. 2011-01-0600. Johnson, T., Caldow, R., Pöcher, A., Mirme, A. and Kittelson, D. (2004). A new electrical mobility particle sizer spectrometer for engine exhaust particle measurements. SAE Paper No. 2004-01-1341. Khalek, A. I., Kittelson, B. D. and Brear, F. (2000). Nanoparticle growth during dilution and cooling of diesel exhaust: Experimental investigation and theoretical assessment. SAE Paper No. 2000-01-0515. Konstandopoulos, A. G., Kostoglou, M., Skaperdas, E., Papaioannou, E., Zarvalis, D. and Kladopoulou, E. (2000). Fundamental studies of diesel particulate filters: Transient loading, regeneration and aging. SAE Paper No. 2000-01-1016. Kim, H., Lee, S., Kim, J., Cho, G., Sung, N. and Jeong, Y. (2005). Measurement of size distribution of diesel particles: Effect of instruments, dilution methods and measuring positions. Int. J. Automotive Technology 6,2, 119–124. Liu, Z. G., Verdegan, M. B., Badeau, M. A. K. and Sonsalla, P. T. (2002). Measuring the fractional efficiency of diesel particulate filters. SAE Paper No. 2002-01-1007. Liu, Z. G., Matthew, D. S. and Joseph, C. L. (2003). Diesel particulate filters: trends and implications of particle size distribution measurement. SAE Paper No. 2003-01-0046. Lapuerta, M., Rodriguez-Fernandez, J. and Agudelo, J. R. (2007). Diesel particulate emissions from used cooking oil biodiesel. Bioresource Technol., 99, 731–740. Lapuerta, M., Armas, O. and Rodriguez-Fernandez, J. (2008). Effect of biodiesel fuels on diesel engine emissions. Prog. Energy. Combust. Sci., 34, 198–223. Lee, C. H., Oh, K. C., Lee, C. B., Kim, D. J., Jo, J. D. and Cho, T. D. (2007). Injection strategy of diesel fuel for an active regeneration DPF system. Int. J. Automotive Technology 8,1, 27–31. Lee, J. W., Jeong, Y. I., Jung, M. W., Cha, K. O., Kwon, S. I., Kim, J. C. and Park, S. (2008). Experimental investigation and comparison of nanoparticle emission characteristics in light-duty vehicles for two different fuels. Int. J. Automotive Technology 9,4, 397–407. Lee, S., Cho, Y., Song, M., Kim, H., Park, J. and Baik, D. (2012). Experimental study on the characteristics of nano-particle emissions from a heavy-duty diesel engine using a urea-SCR system. Int. J. Automotive Technology 13,3, 355–363. Li, X., Huang, Z., Wang, J. and Wu, J. (2008). Characteristics of ultrafine particles emitted from a dimethyl ether (DME) engine. Chinese Science Bulletin 53,2, 304–312. Myung, C., Kim, J., Kwon, S., Choi, K., Ko, A. and Park, S. (2011). Nano-particle emission characteristics of European and worldwide harmonized test cycles for heavy-duty diesel engines. Int. J. Automotive Technology 12,3, 331–377. Myung, C. L. and Park, S. (2012). Exhaust nanoparticle emissions from internal combustion engines: A review. Int. J. Automotive Technology 13,1, 9–22. Maricq, M. M., Chase, R. E., Podsiadlik, D. H. and Vogt, R. (1999). Vehicle exhaust particle size distributions: A comparison of tailpipe and dilution tunnel measurements. SAE Paper No. 1999-01-1461. Pushkar, T., Achim, H., Jeanni, W., Naveen, K. and Kranthi, C. (2010). Measurement and prediction of filtration efficiency evolution of soot loaded diesel particulate filters. Chem. Eng. Sci., 65, 4751–4760. Schneider, J., Hock, N., Weimer, S., Borrmann, S., Kirchner, U., Vogt, R. and Scheer, V. (2005). Nucleation particles in diesel exhaust: Composition inferred from in situ mass spectrometric analysis. Environ. Sci. Tech., 39, 6153–6161. Tan, P., Lou, D. and Hu, Z. (2010). Nucleation mode particle emissions from a diesel engine with biodiesel and petroleum diesel fuels. SAE Paper No. 2010-01-0787. Vaaraslahti, K., Virtanen, A., Ristimäki, J. and Keskinen, J. (2004). Nucleation mode formation in heavy duty diesel exhaust with and without a particulate filter. Environ. Sci. Tech., 38, 4884–4890. Vaaraslahti, K., Virtanen, A., Ristimäki, J. and Keskinen, J. (2004). Effect of after-treatment systems on size distribution of heavy duty diesel exhaust aerosol. SAE Paper No. 2004-01-1980. Yao, D., Lou, D., Hu, Z. and Tan, P. (2011). Experimental investigation on particle number and size distribution of a common rail diesel engine fueling with alternative blended diesel fuels. SAE Paper No. 2011-01-0620.