1、隨著隨著我國柴油車保有量的日益增加，碳煙微粒尾氣排放污染已嚴(yán)重地危害了環(huán)境和人類健康，其凈化技術(shù)現(xiàn)已成為當(dāng)前控制汽車排放污染物的主要課題。微粒捕集器是當(dāng)前國內(nèi)外科研工作者普遍公認(rèn)最為有效的凈化柴油機(jī)排放微粒的后處理裝置，其關(guān)鍵技術(shù)是過濾體再生和過濾材料，目前過濾材料的研究已經(jīng)取得了較大突破，而過濾體再生技術(shù)的研究多年來一直是國內(nèi)外汽車排放控制工作者探討的重要課題之一。由于微粒捕集器過濾體單一再生方式存在諸多缺陷，多種單一再生方式相結(jié)合的

2、復(fù)合再生技術(shù)已成為解決微粒捕集器再生問題的有效方法，其中微波加熱技術(shù)結(jié)合催化劑助燃的過濾體再生方式是一種新型的復(fù)合再生技術(shù)。該技術(shù)不僅能有效提高微波的利用效率和減少其電能的消耗量，還能夠利用低溫催化劑技術(shù)降低過濾體內(nèi)微粒的燃點(diǎn)溫度，使微粒捕集器過濾體中的微粒在較低的溫度下就能著火燃燒，從而降低了再生過程中過濾體所承受的熱載荷，延長了微粒捕集器的使用壽命。然而，如何有效地正確評判不同影響因素條件下微粒捕集器復(fù)合再生燃燒特性，辨析助燃催化劑

3、與微波加熱復(fù)合再生過程的時(shí)間及其強(qiáng)化傳熱的協(xié)同性，已成為微粒捕集器復(fù)合再生過程中實(shí)現(xiàn)有效調(diào)節(jié)與控制亟需解決的重要問題。
　　本論文基于場協(xié)同理論，采用數(shù)值仿真優(yōu)化與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法，在研究適量鈰-錳基催化劑對微粒在過濾體內(nèi)起燃溫度影響規(guī)律的基礎(chǔ)上，辨析微波加熱和鈰-錳基催化劑的復(fù)合再生方式下微粒捕集器過濾體復(fù)合再生性能與多場協(xié)同性能，確保溫度場、速度場與復(fù)合再生過程協(xié)同一致，強(qiáng)化微粒捕集器過濾體復(fù)合再生過程傳熱傳質(zhì)以及微粒燃燒作用

4、，以期能夠?qū)崿F(xiàn)降低微粒的起燃溫度和電能的消耗，提高微波能的利用率和再生效率，擴(kuò)大其再生窗口，并延長其使用壽命。課題研究成果不僅對柴油機(jī)排放控制具有重要的理論與應(yīng)用價(jià)值，而且對治理移動污染源、保護(hù)環(huán)境具有重要的參考價(jià)值。為此，本文以國家留學(xué)基金資助項(xiàng)目“多孔介質(zhì)過濾體內(nèi)微尺度燃燒強(qiáng)化機(jī)理及應(yīng)用研究”（201306130031）、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“微粒捕集器過濾體復(fù)合再生與多場協(xié)同機(jī)理及其優(yōu)化研究”（51176045）、國家自然科學(xué)基金

5、項(xiàng)目“柴油機(jī)微粒捕集器多孔介質(zhì)過濾體失效辨析及抗失效機(jī)理研究”（51276056）及國家“863”項(xiàng)目子項(xiàng)“新一代環(huán)保高效柴油機(jī)研發(fā)”（2008AA11A116）等為依托，對微粒捕集器開展復(fù)合再生與場協(xié)同機(jī)理辨析及優(yōu)化控制研究，主要創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　?。?）針對含有鈰-錳基催化劑的柴油機(jī)微粒捕集器過濾體再生特性，建立了基于鈰-錳基催化劑微粒捕集器的物理與數(shù)學(xué)計(jì)算模型，并結(jié)合其臺架實(shí)驗(yàn)，對5種不同濃度的鈰-錳基催化劑進(jìn)行了燃點(diǎn)溫度的研

6、究。同時(shí)對含不同濃度的鈰-錳基催化劑進(jìn)行了活性評價(jià)，確定了鈰-錳基催化劑成分的最優(yōu)配比量和合理的添加濃度。
　?。?）基于柴油機(jī)微粒捕集器瞬態(tài)復(fù)合再生機(jī)理，建立了微粒捕集器三維仿真模型，研究了微粒捕集器復(fù)合再生燃燒過程中不同時(shí)刻的溫度梯度和速度矢量的變化規(guī)律特性。并針對微粒捕集器復(fù)合再生燃燒過程的模擬結(jié)果，采用多場協(xié)同原理對微粒捕集器復(fù)合再生燃燒性能進(jìn)行了協(xié)同性分析，得出了微粒捕集器復(fù)合再生過程中速度場和溫度場協(xié)同性最好時(shí)所對應(yīng)的

7、再生時(shí)間和其最優(yōu)的再生燃燒區(qū)域。
　　（3）采用模糊隸屬度余弦值和歐氏距離公式建立了基于微粒捕集器復(fù)合再生影響因素模糊灰色關(guān)聯(lián)分析模型，并基于微粒捕集器三維仿真實(shí)驗(yàn)，對影響微粒捕集器復(fù)合再生性能的特征指標(biāo)重要性程度進(jìn)行了模糊灰色關(guān)聯(lián)度分析。同時(shí)根據(jù)其模糊灰色關(guān)聯(lián)度的計(jì)算結(jié)果，對微粒捕集器綜合性能的效能指標(biāo)進(jìn)行了分析，得出了微粒捕集器復(fù)合再生的特征性能指標(biāo)中鈰-錳基催化劑量對再生時(shí)間影響最大，排氣氧濃度和排氣溫度分別對再生峰值溫度和

8、再生效率影響最大；且對微粒捕集器復(fù)合再生綜合性能影響最大的為再生時(shí)間，再生效率次之，再生峰值溫度影響效能最小。
　?。?）采用單個(gè)不同預(yù)測模型的預(yù)測值作為其函數(shù)鏈神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原始輸入值，并在求得模糊函數(shù)鏈神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合的充要條件滿足要求后，建立了基于模糊自適應(yīng)變權(quán)重函數(shù)鏈神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的微粒捕集器過濾體再生時(shí)間預(yù)報(bào)模型，應(yīng)用結(jié)果表明，該再生時(shí)間預(yù)報(bào)模型精度較高，誤差較小。同時(shí)對微粒捕集器復(fù)合再生時(shí)間的影響因素進(jìn)行了分析和驗(yàn)證。
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