DPF載體溫度不均勻性診斷分析

周蕓夢(mèng)

摘要：對(duì)加裝DPF裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)時(shí)，采用探針式傳感器測(cè)量DPF通道孔內(nèi)的溫度（在三個(gè)截面上按照互成120度進(jìn)行傘狀布置），發(fā)現(xiàn)DPF周向溫度分布不均勻。本文采用計(jì)算流體力學(xué)的方法對(duì)DPF載體的流場(chǎng)進(jìn)行分析，找出DPF載體溫度不均勻的原因。

關(guān)鍵詞：DPF載體;CFD分析;發(fā)動(dòng)機(jī)后處理

中圖分類號(hào)：TK402? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2020）22-0038-02

0? 引言

測(cè)試溫度的高低可能與DPF中C顆粒沉積量有關(guān)，沉積量較多的區(qū)域，在進(jìn)行顆粒燃燒時(shí)釋放出更多的熱量，造成該區(qū)域溫度較高。由于DPF載體結(jié)構(gòu)呈蜂窩狀，在來(lái)流法向上可以認(rèn)為是阻力均勻分布，造成C沉積不均很可能是由于DPF前端速度不均引起的。

基于上面推斷，考慮到搭建載體詳細(xì)模型計(jì)算量比較大，分析重點(diǎn)也沒有落在載體上，所以本次分析主要對(duì)DPF整個(gè)管路進(jìn)行穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)分析，考察載體前段彎管、彌散體及濾網(wǎng)等對(duì)氣流分布的影響。

1? 模型建立

在DPF前端增加了進(jìn)氣彎管，彎管相對(duì)位置與試驗(yàn)時(shí)布置一致。由于DPF載體的周向?qū)ΨQ性，認(rèn)為載體結(jié)構(gòu)不會(huì)對(duì)載體內(nèi)氣流的均勻性產(chǎn)生影響。本次分析主要考查彎管段、彌散體、濾網(wǎng)三種部件對(duì)來(lái)流在載體區(qū)域內(nèi)的均勻性影響，因此對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化處理，用純流場(chǎng)區(qū)域替代DPF載體，計(jì)算模型如圖1所示。

采用多面體網(wǎng)格對(duì)模型進(jìn)行體網(wǎng)格劃分，在彌散體及濾網(wǎng)等部位進(jìn)行網(wǎng)格加密處理，生成體網(wǎng)格數(shù)量為2475181，網(wǎng)格模型如圖2、圖3、圖4所示。

2? 結(jié)果分析

根據(jù)柴油機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)中溫度傳感器的放置位置，同時(shí)為了觀察彎管對(duì)氣流的影響，在仿真后處理中創(chuàng)建圖5所示的四個(gè)截面。

通過對(duì)四個(gè)截面的CFD分析，各截面的分析結(jié)果如圖6-圖10所示。

通過對(duì)簡(jiǎn)化模型的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，載體內(nèi)氣流分布不均勻，有些區(qū)域速度梯度較大。

3? 結(jié)論

本次分析主要圍繞DPF載體由于C沉積不均引起的溫度不均，借助CFD分析手段，考察載體、彌散器及濾網(wǎng)三因素對(duì)氣流均勻性影響。

通過CFD分析發(fā)現(xiàn)，在彌散體與濾網(wǎng)的作用下，氣流并沒有很好地實(shí)現(xiàn)均勻化，考慮改變離散體及濾網(wǎng)的結(jié)構(gòu)或相對(duì)位置。

參考文獻(xiàn)：

[1]戴金池，龐海龍，俞妍，等.柴油車DPF系統(tǒng)的OBD故障診斷策略研究[J].車用發(fā)動(dòng)機(jī)，2020（1）：80-85.

[2]張東，盧靜，陳鴻宇.基于缸內(nèi)后噴的拖拉機(jī)DPF再生加熱探究[J].現(xiàn)代車用動(dòng)力，2019（3）：6-9，49.

[3]石秀勇，蔣得剛.柴油機(jī)顆粒捕集器再生溫度預(yù)測(cè)模型[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2019，35（20）：17-24.

[4]施蘊(yùn)曦，蔡憶昔，王靜，等.NTP技術(shù)降低柴油機(jī)PM排放及低溫再生DPF的研究[J].內(nèi)燃機(jī)工程，2018，39（6）：67-78.