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国六重型柴油机后处理装置再生验证试验研究

摘要：柴油机国六排放法规的推出使DPF成为柴油机达到国六排放法规要求的必要后处理装置，且DPF再

生技术是国六柴油机的核心技术。国六柴油机后处理型式复杂，不恰当的再生验证试验会导致错误的试验结果。

根据再生的发生周期，DPF再生可分连续再生和周期性再生两类。详细介绍了不同再生类型下柴油机的再生验证

过程，并通过不同类型的柴油机再生试验研究，得到了国六柴油机的炭烟排放再生规律。针对周期性再生验证的

难点，创新性地提出了周期试验替代方案，可有效计算再生因子，优化了周期性再生验证试验流程，缩短周期性再

生的验证时间，大幅减少了其验证成本。

关键词：排气后处理；周期性再生；再生验证；再生因子；优化

节能减排是发动机行业发展的迫切需求和必由型[10-1]：连续再生，指热态WHTC(worldharmo-

之路。国六柴油机排放后处理装置的主流配置有nizedtransientcycle)试验中至少发生一次再生的

EGR+DOC+DPF+SCR+ASC和DOC+DPF+排气后处理系统再生过程[12-13]；周期性再生，指排放

SCR+ASC两类[1-2],其中颗粒捕集器(DPF)是降低控制装置不超过100h便周期性发生的再生过

柴油机排气中炭烟颗粒物（PM)的必备后处理装程[1-151]。在汽车排放检测中，企业申报后处理再生

置[3-41，其基本原理是利用过滤介质把排气中的PM类型，由型式核准机构进行再生验证。由于国六发

分离并沉积下来。柴油机排气中的PM粒径分布范动机后处理型式复杂，验证过程中，不恰当的再生验

围极广，根据过滤介质孔隙大小的差别，DPF分离证试验方法会产生以下3个问题，导致错误的试验

可分为表面过滤和深床过滤[5]。表面过滤采用微孔结果。

直径小于PM粒径的过滤介质，使排气中的PM分1）连续再生验证过程中DPF发生主动再生，

离，当排气通过过滤介质时，排气中的PM被截留在相比于正常状态，主动再生时发动机的NO，和PN

过滤介质的一侧，此种过滤方式主要处理粗颗粒态排放均不满足国六排放法规要求[16]，从而误导再生

排放物。深床过滤是指过滤介质的微孔直径大于排验证判定；其次，连续再生型发动机和周期性再生型

气中部分PM的粒径，排气通过过滤介质时，该部分发动机的排放规律在短期内很相似，也容易产生混

PM不易被过滤介质截留，当柴油机尾气通过过滤淆或者误判。

介质时，伴随过滤介质的厚度增加，排气中PM被截2）周期性再生型柴油机中，运行一个完整的再

留在过滤介质内部微孔中的数量增加，对PM同样生周期去区分再生类型耗时太久，造成资源浪费，增

有过滤的功能，该过滤方式主要处理聚集态和成核加企业负担。

态颗粒排放物。实际柴油机DPF过滤时，同时存在3）周期性再生验证过程中确认再生因子的试

表面过滤和深床过滤，其总体捕集效率可达95%以验方法亦是难点。

上C6-7]。DPF的高效捕捉会在较短时间内积累大量针对目前存在的上述三个问题，本研究通过组

的颗粒物，引起发动机排气背压升高，使发动机燃油织柴油机再生验证试验研究，先获得连续再生型发

经济性、排放恶化，需要有效的再生技术将捕集的颗动机和周期性再生型发动机的普遍排放规律。随

粒物及时转化掉[8-]。后，在周期性再生型发动机的再生验证过程中，针对

国六排放法规定义了DPF再生的两种类试验周期长的问题，创新性地采用部分试验结果去

收稿日期：2022-12-26；修回日期：2023-07-24

·46·车用发动机2023年第5期

近似代替整个周期结果的验证方法，获得计算再生2连续再生验证试验研究

因子的工程经验方法，优化了周期性再生验证试验

流程，提出了较优的再生验证试验方案。试验按照国六标准C.6.2.1规定的WHTC循

环来进行，发动机进行热态WHTC试验循环前，按

1试验台架及设备