柴油机壁流式微粒捕集器再生用驻涡燃烧器研究进展

摘 要：本文主要介绍了柴油机微粒捕集器再生技术，分析了被动再生技术和主动再生技术各自的优缺点，并针对喷油助燃再生技术的燃烧室结构进行了分析，结合凹腔驻涡燃烧技术，利用凹腔稳燃回流区的机理对微粒捕集器再生用燃烧器燃烧稳定性方面进行了展望。

关键词：柴油机；微粒捕集器；再生；驻涡燃烧器

1 柴油机微粒捕集器再生

作为目前公认的最有效的控制柴油機颗粒物排放技术需要定期清除所捕集的微粒，即对柴油机微粒捕集器再生。当前，柴油机微粒捕集器再生主要分为被动再生和主动再生，如图1。

2 被动再生技术

目前的被动再生技术的技术方案是利用柴油本身的排气温度，通过提高排气温度或者降低微粒氧化燃烧反应发生所需要的活化能，从而实现微粒捕集器再生，已发展起来的被动再生技术的优缺点，如表1所示。

3 主动再生技术

限于我国燃油生产技术现状及催化剂失效等问题，通过添加催化剂的微粒捕集器的被动再生技术的局限性越来越明显，基于此，国内还发展了众多用于主动再生的技术。当前，柴油机微粒捕集器主动再生技术的方案是对外部加热用以提高过滤体内沉积的微粒温度，使其达到氧化或燃烧条件。已发展起来的主动再生技术各自优缺点如表2所示。

在众多的主动再生技术中，喷油助燃再生技术因其对燃油性质要求低，燃料直接取自油箱，对中国的柴油硫含量高的国情适应性较强而具有较好的应用前景。喷油助燃再生存在燃烧稳定性和可靠性的问题，喷油助燃系统对油气比及燃烧器火焰稳定性及性能设计要求高，火焰不稳定时易产生热冲击，造成过滤体烧裂 。[1]传统的喷油助燃燃烧器在油气混合区循环回流效果较差，并不能做到持续循环回流再引燃新的油气，火焰燃烧时往往受到气流的冲击导致脱焰而熄灭，要依靠点火器点火持续点火，增加了点火器的工作负担，为了提高燃烧器燃烧稳定性，对柴油机微粒捕集器再生燃烧装置要求燃烧器具有较高的吹熄速度，且为了实现稳定燃烧要求混合气浓度在较宽广的范围内。满足火焰在可燃混合气中稳定的必要条件之一是火焰前锋的根部存在满足气流速度vf等于火焰传播速度vL，以形成速度平衡的固定点火源。通常采取的工程措施为在火焰主流旁边引入值班火焰，或合理设计燃烧室几何形状，或在火焰心部放入钝体、突扩等改变火焰速度分布等来稳定火焰。在了解并学习热能动力工业及航空航天领域中凹腔驻涡回流机理特性后，利用凹腔稳燃回流区的机理，在凹腔内以特定的方式将燃油与空气注入，将传统的喷油助燃再生技术与凹腔驻涡燃烧技术结合，从而在驻涡腔形成稳定回流区，改善燃油浓度场和加强涡的强度，使主流燃料立体化的回旋转动起来，实现火焰燃烧稳定性，并通过调整空气流速来控制主流燃烧火焰的长度，从而促进燃油混合，实现稳定火焰的目的。[2]以火焰主流旁边引入值班火焰的驻涡稳焰回流满足火焰在可燃混合气中稳定的条件，能够将火焰面稳定在驻涡腔内某空间，实现顺利点火。

参考文献：

[1]王丹.柴油机微粒捕集器及其再生技术研究[D].长春：吉林大学，2013.

[2]罗盟，武晓松，封锋，等.底排装置底部压力和回流区特性研究[J].推进技术，2013，34（3）：347-352.

作者简介：颜飞斌（1990-），男，湖南衡阳人，硕士研究生在读，研究方向：小型风冷柴油机关键技术。

推荐访问:微粒 研究进展 柴油机 再生 流式