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将DOC (Diesel Oxidation Catalyst)和DPF (Diesel Particulate Filter)联用,不仅对颗粒有较高的过滤效率,同时在DOC入口温度处于300℃~400℃时可以实现DPF的连续再生,从而保证了后处理系统能够持续高效地工作。在这种系统中,DPF的再生依赖于DOC,并且,DPF的再生又与颗粒的氧化活性有关,而颗粒的氧化活性在一定程度上又受其微观结构的影响。因此,研究DOC对DPF内沉积颗粒的微观结构以及氧化活性的影响对于后处理系统性能的提高有重要意义。本文对一台CY4102-CE4B柴油机的排气系统进行了改造,用金属筛网代替DPF,在加装和不加装DOC这两种情况下分别进行了颗粒收集。利用热重分析仪使颗粒在等温条件下发生氧化,在达到特定的失重比例时停止热重试验,继而得到了不同氧化阶段的颗粒样品。用高分辨率透射电镜(High-resolution Transmission Electron Microscopy, HRTEM)对不同颗粒样品在氧化过程中微观形貌进行了观察。利用MathWorks Matlab软件对所得图像进行处理,对图像中包含的颗粒的微晶尺寸、曲率和层面间距的信息进行提取和统计。继而对不同氧化阶段不同颗粒样品的微观结构参数的改变以及颗粒在氧化过程中质量变化情况进行了对比研究。1.DOC可以使颗粒的微晶尺寸变大,层面间距变小,颗粒中碳层的排列更有序。并且,在DOC的作用下,颗粒会变成多孔结构。2.颗粒在氧化过程中的结构演变与其氧化模式有关。发生表面氧化时,氧化从表层开始,逐步向内进行。随着氧化程度的加深,颗粒中的碳层排列的更加规整。在整个过程中,颗粒均保持着典型的核-壳结构。如果发生了内部氧化,无定形的内核很快就被完全氧化掉,而外壳部分没有明显的变化,一般会形成中空的胶囊状结构。3.颗粒的氧化活性与其微观结构之间有一定的联系,但不能够仅通过微观结构去评价颗粒的氧化活性。颗粒的氧化活性还与其氧化模式有关。当颗粒的氧化模式相同时,颗粒的氧化活性随微晶尺寸的减小、曲率的增大以及层面间距的增大而增强。当颗粒的氧化模式不同时,微观结构参数对颗粒氧化活性的影响有限。4.油品对颗粒的微观结构也有一定影响。与燃用国Ⅳ柴油时相比,燃用国Ⅴ柴油时,生成的颗粒微晶尺寸更大。