顏飛斌 伏軍 王振 徐明輝

摘 要：本文主要介紹了柴油機(jī)微粒捕集器再生技術(shù)，分析了被動再生技術(shù)和主動再生技術(shù)各自的優(yōu)缺點，并針對噴油助燃再生技術(shù)的燃燒室結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，結(jié)合凹腔駐渦燃燒技術(shù)，利用凹腔穩(wěn)燃回流區(qū)的機(jī)理對微粒捕集器再生用燃燒器燃燒穩(wěn)定性方面進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī)；微粒捕集器；再生；駐渦燃燒器

1 柴油機(jī)微粒捕集器再生

作為目前公認(rèn)的最有效的控制柴油機(jī)顆粒物排放技術(shù)需要定期清除所捕集的微粒，即對柴油機(jī)微粒捕集器再生。當(dāng)前，柴油機(jī)微粒捕集器再生主要分為被動再生和主動再生，如圖1。

2 被動再生技術(shù)

目前的被動再生技術(shù)的技術(shù)方案是利用柴油本身的排氣溫度，通過提高排氣溫度或者降低微粒氧化燃燒反應(yīng)發(fā)生所需要的活化能，從而實現(xiàn)微粒捕集器再生，已發(fā)展起來的被動再生技術(shù)的優(yōu)缺點，如表1所示。

3 主動再生技術(shù)

限于我國燃油生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀及催化劑失效等問題，通過添加催化劑的微粒捕集器的被動再生技術(shù)的局限性越來越明顯，基于此，國內(nèi)還發(fā)展了眾多用于主動再生的技術(shù)。當(dāng)前，柴油機(jī)微粒捕集器主動再生技術(shù)的方案是對外部加熱用以提高過濾體內(nèi)沉積的微粒溫度，使其達(dá)到氧化或燃燒條件。已發(fā)展起來的主動再生技術(shù)各自優(yōu)缺點如表2所示。

在眾多的主動再生技術(shù)中，噴油助燃再生技術(shù)因其對燃油性質(zhì)要求低，燃料直接取自油箱，對中國的柴油硫含量高的國情適應(yīng)性較強(qiáng)而具有較好的應(yīng)用前景。噴油助燃再生存在燃燒穩(wěn)定性和可靠性的問題，噴油助燃系統(tǒng)對油氣比及燃燒器火焰穩(wěn)定性及性能設(shè)計要求高，火焰不穩(wěn)定時易產(chǎn)生熱沖擊，造成過濾體燒裂 。[1]傳統(tǒng)的噴油助燃燃燒器在油氣混合區(qū)循環(huán)回流效果較差，并不能做到持續(xù)循環(huán)回流再引燃新的油氣，火焰燃燒時往往受到氣流的沖擊導(dǎo)致脫焰而熄滅，要依靠點火器點火持續(xù)點火，增加了點火器的工作負(fù)擔(dān)，為了提高燃燒器燃燒穩(wěn)定性，對柴油機(jī)微粒捕集器再生燃燒裝置要求燃燒器具有較高的吹熄速度，且為了實現(xiàn)穩(wěn)定燃燒要求混合氣濃度在較寬廣的范圍內(nèi)。滿足火焰在可燃混合氣中穩(wěn)定的必要條件之一是火焰前鋒的根部存在滿足氣流速度vf等于火焰?zhèn)鞑ニ俣葀L，以形成速度平衡的固定點火源。通常采取的工程措施為在火焰主流旁邊引入值班火焰，或合理設(shè)計燃燒室?guī)缀涡螤?，或在火焰心部放入鈍體、突擴(kuò)等改變火焰速度分布等來穩(wěn)定火焰。在了解并學(xué)習(xí)熱能動力工業(yè)及航空航天領(lǐng)域中凹腔駐渦回流機(jī)理特性后，利用凹腔穩(wěn)燃回流區(qū)的機(jī)理，在凹腔內(nèi)以特定的方式將燃油與空氣注入，將傳統(tǒng)的噴油助燃再生技術(shù)與凹腔駐渦燃燒技術(shù)結(jié)合，從而在駐渦腔形成穩(wěn)定回流區(qū)，改善燃油濃度場和加強(qiáng)渦的強(qiáng)度，使主流燃料立體化的回旋轉(zhuǎn)動起來，實現(xiàn)火焰燃燒穩(wěn)定性，并通過調(diào)整空氣流速來控制主流燃燒火焰的長度，從而促進(jìn)燃油混合，實現(xiàn)穩(wěn)定火焰的目的。[2]以火焰主流旁邊引入值班火焰的駐渦穩(wěn)焰回流滿足火焰在可燃混合氣中穩(wěn)定的條件，能夠?qū)⒒鹧婷娣€(wěn)定在駐渦腔內(nèi)某空間，實現(xiàn)順利點火。

參考文獻(xiàn)：

[1]王丹.柴油機(jī)微粒捕集器及其再生技術(shù)研究[D].長春：吉林大學(xué)，2013.

[2]羅盟，武曉松，封鋒，等.底排裝置底部壓力和回流區(qū)特性研究[J].推進(jìn)技術(shù)，2013，34（3）：347-352.

作者簡介：顏飛斌（1990-），男，湖南衡陽人，碩士研究生在讀，研究方向：小型風(fēng)冷柴油機(jī)關(guān)鍵技術(shù)。