微米木纤维滤芯柴油机PM过滤装置冷却系统,这篇木纤维论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
木纤维论文参考文献：
摘 要：
尾气微粒捕集器（DPF）技术是目前控制柴油机尾气PM（Particulate Matter）最有效的后处理技术之一.以微米木纤维作为DPF滤芯材料时,具有过滤效率高、排气背压小和容尘量多等优点.但是不能长时间承受尾气300～400℃的高温,需结合冷却装置使用.为此本文设计了一种强制风冷式冷却器.该冷却器基于单片机80C51设计冷却控制系统,可根据尾气温度实现对风机的启停控制,并在JX493ZLQ3A柴油机上进行了试验验证.结果表明,柴油机在不同负荷下产生的尾气经过冷却器后,温度都有大幅度的降低,且大多数工况下冷却后的温度都低于木纤维滤芯可耐受的220℃,满足木纤维滤芯的使用要求.
关键词：
DPF；微米木纤维；风冷式冷却器；柴油机
中图分类号：S 781；TS 642文献标识码：A文章编号：1001-005X（2016）02-0053-06
Abstract：
DPF is one of the most effective techniques for purifying diesel exhaust.Micron wood fiber is a kind of new and green filter material.When it is used as the DPF filter,the filter possesses high efficiency,low backpressure and large holding capacity of dust.But it cant withstand the high temperature exhaust（300～400℃）with long time and should be used with cooling device.In this paper,a forced aircooled cooler was designed.According to the actual application situation,the cooling control system based on 80C51 was designed.The system can control fan startstop based on tail gas temperature.In this way,the cooler can be used reasonably and effectively.Finally,the performance of the cooler was tested in JX493ZLQ3A diesel engine.The results showed that the diesel exhaust which produced under different load was cooled and the temperature had a substantial decline,below 220 ℃ under most conditions.Therefore,the cooler with wood fiber filter can meet the use requirements.
Keywords：
DPF；micron wood fiber；aircooled cooler；diesel engine
0引言
柴油车具有较高的热效率,较大的功率,良好的动力性和经济性,但其碳烟颗粒（PM,Particulate Material）排放却是汽油车的30～80倍[1].PM表面附着的金属氧化物、碳氢化合物、硫酸盐、微细粒子和有致癌突变作用的多环芳烃,会对环境和人体健康带来严重的危害[2-3].目前,微粒捕捉器（Diesel Particulate Filter,DPF）技术是控制柴油车尾气PM排放最为简单和有效的后处理技术之一,而滤芯的性能直接决定DPF的过滤效率[4-5].微米木纤维（MWF,Micro Wood Fibre）将作为一种新型柴油车尾气过滤材料应用于DPF中,它具有过滤效率高、排气背压小、容尘量大、取材广泛和成本低廉等优点[6].由于木材的自然属性,当木材处于270℃以上环境时,木材进入碳化阶段,首先在表面形成炭化层,而微米木纤维较实木相比,会更容易被炭化[7-8].当微米木纤维长期处于220℃以上环境中时,会逐渐失去原有的韧性和强度,并最终导致过滤效率的丧失.柴油发动机是一个温度很高的热源,即使在温度较低的排气尾管处,尾气温度也有可能高于220℃[9].所以本文设计一个风冷式冷却器,对尾气进行冷却,并基于单片机80C51设计冷却控制系统,控制冷却器风机的启停,使得尾气温度在高于220℃时,风机启动；反之,风机停止,达到合理有效使用冷却器和节约能源的目的.
1微米木纤维滤芯
滤芯性能的好坏直接影响DPF的过滤效率和排气背压.微米木纤维滤芯（如图1所示）具有过滤效率高、容尘量大、排气背压小和成本低廉等优势.它是利用精密加工技术生产出微米木纤维再进行热处理、揉丝和模压等一系列工艺制作而成的.经过高温蒸汽热处理后的微米木纤维,纹孔膜均被打开,扩大了过滤和吸附表面积,大大地增强了对PM的吸附作用[10].微米木纤维材料的天然生物质多孔结构以及大量木纤维堆叠时产生的孔隙保证了木纤维具有良好的气体通透性及良好的容尘能力.但微米木纤维滤芯无法长期处于超过220℃的高温环境中,因此需要将尾气在进入DPF之前进行冷却.
2风冷式冷却器结构设计
由于DPF通常安装在排气尾管处,距离发动机较远,不宜利用发动机水冷却系中的水来进行冷却.因此本文采用风冷式冷却器,利用空气作为冷却介质,对管内高温尾气进行冷却.和水冷却器相比,风冷却器经济性好,维护成本低,不存在结垢的问题,且使用寿命长.
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