1 引言

隨著氣候變暖加劇，全世界碳排放的控制也日趨嚴(yán)格，排放法規(guī)不斷升級(jí)，對(duì)于汽車的尾氣排放控制帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)。同時(shí)，在“雙碳”目標(biāo)的推動(dòng)下，各種型式的新能源汽車逐步擴(kuò)大市場(chǎng)，其中插電式混動(dòng)汽車因其續(xù)航里程的優(yōu)勢(shì)已被一部分消費(fèi)者接受。日趨嚴(yán)格的排放法規(guī)也對(duì)該類車型做了明確的測(cè)試要求，且其復(fù)雜程度及測(cè)試要求明顯高于傳統(tǒng)燃油汽車。并且由于插電式混動(dòng)汽車的電池容量較大，發(fā)動(dòng)機(jī)的使用范圍更加靈活，為了達(dá)到省油的目的，起停工況較多，未充分熱機(jī)情況下，過(guò)多的起停給顆粒物排放帶來(lái)了不小的壓力，在此背景下汽油機(jī)顆粒物捕集器(Gasoline Particulate Filter, GPF)的應(yīng)用就將變得十分廣泛。

近年來(lái)，83.0%的畸形的胎兒可在宮內(nèi)可通過(guò)B超檢查來(lái)確診[1]。有文獻(xiàn)報(bào)道，腹裂畸形在產(chǎn)前通過(guò)B超確診率高達(dá)41.5%，其發(fā)病率為5/萬(wàn)，其中27.4%為多發(fā)畸形[2]。發(fā)病原因未明，有人認(rèn)為[3]腹裂是由于胚胎發(fā)育中臍靜脈循環(huán)障礙引起，在胚胎發(fā)育的早期，腹部側(cè)發(fā)育不全，腹中線旁出現(xiàn)缺損，裂口縱向約2-3cm長(zhǎng)，而臍孔及臍帶正常，包括胃，小腸，結(jié)腸在內(nèi)的原腸由裂口處脫出體外，無(wú)羊膜囊及腹膜包被，暴露在腹腔外的羊水中，腸管常較肥大而短縮，可伴有中腸旋轉(zhuǎn)不良，小腸結(jié)腸共同系膜等畸形，除胃腸外無(wú)其他臟器脫出，很少伴有其他系統(tǒng)畸形，也有人認(rèn)為腹裂或與葉酸缺乏，藥物損害，胚胎期缺氧等因素有關(guān)。

顆粒物捕集器對(duì)于柴油車來(lái)說(shuō)并不陌生，但對(duì)于汽油機(jī)來(lái)說(shuō)其應(yīng)用時(shí)間并不長(zhǎng)，其廣泛應(yīng)用也是在國(guó)六法規(guī)正式實(shí)施之后才開(kāi)始的(表1)。在此之前GPF對(duì)于插電式混合動(dòng)力汽車而言，更是新鮮事物，因此其應(yīng)用和控制就有了一定的研究?jī)r(jià)值。

GPF的特性將直接影響到車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)性能(圖1)，因此如何選擇一款合適的GPF，背壓、捕集效率、成本、再生性能均控制在最優(yōu)狀態(tài)，并不是一件非常容易的工作。本文根據(jù)插電混動(dòng)車的特點(diǎn)，對(duì)PHEV的GPF的選型布置和再生策略進(jìn)行了一些研究。

2 GPF布置方式研究

GPF的布置方式主要有緊耦合式、后置式和四元催化器三種(圖2)，緊耦合式具有布置上的優(yōu)勢(shì)，再生溫度也較高，但對(duì)顆粒物的捕集效率比后置式低。后置式由于GPF與三元催化間隔一段距離，其布置難度高于緊耦合式，且再生溫度也低于緊耦合式，但對(duì)顆粒物的捕集效率較高。四元催化器的排氣背壓和溫度負(fù)載都比較高，且氣態(tài)排放物轉(zhuǎn)化效率也不及另兩種布置方式。

針對(duì)該缺陷提出邊界修正方法和滑動(dòng)網(wǎng)格方法，通過(guò)對(duì)劃分后的網(wǎng)格單元進(jìn)行分析處理，尋回丟失的稠密網(wǎng)格，從而提升算法的聚類效果。

該系統(tǒng)采用SQL Server 2012數(shù)據(jù)庫(kù)作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。根據(jù)前期做的數(shù)據(jù)調(diào)查，設(shè)計(jì)相應(yīng)的字段，數(shù)據(jù)庫(kù)包括以下主要表：Student、Dormitory、Worker、HeadMaster和其他附表，部分表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如表1、2。

2.1 四元催化器排放

如表5所示，為環(huán)境溫度-20℃下，各工況GPF溫度測(cè)試。GPF入口平均溫度較低，較少有被動(dòng)再生機(jī)會(huì)。插電式混動(dòng)車輛的排氣溫度又與電池電量有著很大的關(guān)系，高電量以及電池充電功率受限時(shí)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷較小，其再生難度會(huì)更大。GPF每前移100mm，入口溫度可以增加10℃，因此在布置允許的情況下，GPF離三元催化器的距離應(yīng)盡量縮短。

粘度是流體的一種屬性，同種流體的粘度與溫度顯著相關(guān)，與壓強(qiáng)幾乎無(wú)關(guān)。氣體粘度修正系數(shù)：

2.2 后置式GPF排放及溫度測(cè)試

表4為試驗(yàn)所用后置式GPF主要參數(shù)信息，該方案距三元催化器出口距離為1177mm。GPF距離發(fā)動(dòng)機(jī)排氣出口越遠(yuǎn)，其滿足再生條件的情況越少。

如圖4所示，后置式GPF的氣態(tài)和顆粒物排放均可滿足要求，但考慮到前艙布置問(wèn)題，GPF可能會(huì)距發(fā)動(dòng)機(jī)排氣出口較遠(yuǎn)，低溫下GPF入口溫度過(guò)低，有無(wú)法再生的風(fēng)險(xiǎn)。

陀思妥耶夫斯基的“先知的”性格，正是源于他最深刻地忠誠(chéng)于 “事業(yè)”、俄羅斯生活的本質(zhì)、從永恒直觀[內(nèi)省]的角度看歷史的命運(yùn)。 他從不為暫時(shí)和黨派服務(wù)，從不關(guān)心某一期《日記》的印象，而是關(guān)心在“最近一期”中說(shuō)出他靈魂深處痛苦地?cái)y帶了多年的永恒的話語(yǔ)。[2]199-200

如表3所示，試驗(yàn)用四元催化器需兼具催化器和GPF的作用，因此試驗(yàn)選取的樣件孔徑較小、目數(shù)較多，貴金屬含量比國(guó)五批產(chǎn)件貴出一倍有余。試驗(yàn)樣件已考慮16萬(wàn)公里熱老化，同時(shí)也考慮了灰分的影響，摻燒灰分后，碳載量相當(dāng)于30g。

如表6匯總，從GPF的布局、捕集效率、氣態(tài)污染物轉(zhuǎn)化能力、背壓、再生難易度、排放耐久、涂覆角度比較了各布置形式的優(yōu)缺點(diǎn)，可以看緊耦合式及后置式各有優(yōu)劣，四元催化器除了再生能力以外，其他技術(shù)指標(biāo)并沒(méi)有太大優(yōu)勢(shì)，因此并不推薦應(yīng)用。

緊耦合方案可兼顧再生、氣態(tài)、顆粒物排放，但其捕集效率比后置式低一些，背壓也比后置式略高，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能會(huì)有一些影響，但混動(dòng)的雙動(dòng)力源特點(diǎn)，又恰巧可彌補(bǔ)該缺點(diǎn)。因此對(duì)于混動(dòng)車型而言，更加推薦使用緊耦合式布置方式。可保證氣態(tài)、顆粒排放的控制，也更容易實(shí)現(xiàn)再生。

研究樁周土體變形發(fā)展對(duì)探究樁周地層破壞機(jī)理具有重要意義,但目前相關(guān)研究未涉及樁-土界面處的薄層土.薄層土作為與樁接觸的土體,其力學(xué)行為對(duì)應(yīng)力、變形在土體中的傳遞具有重要的影響.但是薄層土層厚一般為幾個(gè)砂土顆粒的級(jí)別,常規(guī)的DIC技術(shù)無(wú)法對(duì)其位移進(jìn)行測(cè)量;而透明土技術(shù)對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ统叽缬兴?無(wú)法滿足大尺度模型試驗(yàn)要求,同時(shí)透明土并非真實(shí)土體,無(wú)法準(zhǔn)確表現(xiàn)土體特性.因此,本工作針對(duì)靜壓樁在砂土中樁-土界面薄層土特性改進(jìn)了DIC技術(shù),達(dá)到對(duì)樁-土界面土體位移進(jìn)行測(cè)量的目的.

3 GPF控制策略

圖5為GPF控制邏輯框圖，主要由碳載量(Soot)/灰分值(Ash)估算和再生協(xié)調(diào)控制組成。碳載量的計(jì)算有兩種方式，一種是通過(guò)模型計(jì)算，另一種是基于GPF壓差計(jì)算。再生控制主要包括再生需求計(jì)算、再生協(xié)調(diào)和再生實(shí)現(xiàn)。

3.1 基于模型的碳載量計(jì)算

基于模型的碳載量計(jì)算，需標(biāo)定出發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)工況下的碳煙原排，以及各種條件下的碳煙燃燒速率，實(shí)際碳載量就是對(duì)碳煙原排進(jìn)行積分再減去實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中碳煙的燃燒量得到的?；趬翰畹奶驾d量計(jì)算，是根據(jù)空載GPF與有累碳情況下的GPF的壓差對(duì)比間接判斷累碳和灰分量。但Soot模型因測(cè)量設(shè)備、捕集效率、模型驗(yàn)證難度高等原因，偏差較大。Ash模型也因機(jī)油耗無(wú)法精確測(cè)得，有一定的偏差。

1.生源綜合素質(zhì)不高，英語(yǔ)基礎(chǔ)薄弱。空乘專業(yè)旨在培養(yǎng)心理和職業(yè)等綜合素質(zhì)較強(qiáng)、外語(yǔ)水平較高的學(xué)生，以滿足民航服務(wù)業(yè)對(duì)于人才的需求。但是從現(xiàn)有本專業(yè)學(xué)生的現(xiàn)狀看，普遍注重身高、體重、相貌、氣質(zhì)等外在因素，雖然在招生環(huán)節(jié)有英語(yǔ)口試內(nèi)容，但是英語(yǔ)口試的成績(jī)?cè)诿嬖嚪謹(jǐn)?shù)中占的比重很小，對(duì)面試結(jié)果的影響微乎其微。而各省本科空乘專業(yè)錄取分?jǐn)?shù)線比普通二本線低將近200分，學(xué)生英語(yǔ)成績(jī)普遍較低。所以，空乘專業(yè)學(xué)生多數(shù)對(duì)于英語(yǔ)存在沒(méi)信心、沒(méi)興趣、學(xué)不懂、學(xué)不會(huì)、不愛(ài)學(xué)、學(xué)風(fēng)差的情況。

3.2 基于壓差估算的碳載量計(jì)算

基于壓差估算碳載量的原理：空載GPF在各種流速下，可以測(cè)量得到一個(gè)入口和出口壓差信息。由于累碳和Ash后排氣流經(jīng)GPF的阻力變大，在相同的排氣流速下，有累碳和Ash的GPF前后壓差相對(duì)于空載GPF會(huì)更大，兩者之間的差異是和累碳或Ash的量有關(guān)的，因此可以用此壓差間接判斷累碳或Ash的量。壓差來(lái)源可分為三個(gè)方面：1)氣體在入口溫度和出口的壓縮和膨脹損失；2)氣體在入口通道和出口通道流動(dòng)的摩擦損失；3)氣體穿過(guò)壁面和碳層的摩擦損失。

第二，今天我們強(qiáng)調(diào)現(xiàn)實(shí)題材創(chuàng)作，在習(xí)總書(shū)記的批示下做這部戲，是特別應(yīng)該，特別及時(shí)。今年是改革開(kāi)放40周年，改革開(kāi)放40周年對(duì)中國(guó)的改變我不用重復(fù)了，而且剛才提到安徽小崗村，一個(gè)是農(nóng)業(yè)改革，一個(gè)是工業(yè)改革，我覺(jué)得這兩個(gè)是同一個(gè)級(jí)別的題材。

2、孔道里的流動(dòng)損失計(jì)算

3、穿壁壓力損失(載體壁和Ash層)計(jì)算；

公式可簡(jiǎn)寫(xiě)為

總的壓差

1、入口的壓縮損失和出口的膨脹損失計(jì)算

Δ

=

+

=

·

+

·

其中

為壓力，

為排氣體積流速，

為氣體粘度，

為壁厚，

為通道長(zhǎng)度，

為載體體積，

為

=14

227,

為

載體孔內(nèi)徑，

為滲流系數(shù)；

從圖3試驗(yàn)結(jié)果看，盡管貴金屬含量提高了很多，但CO和NOx排放依舊遠(yuǎn)超法規(guī)限值。因此四元催化方案的顆粒物捕集效率可滿足要求，但其氣態(tài)排放處理能力并不理想。

其中，指數(shù)

隨氣體種類和溫度而改變；

以上公式表明，可以通過(guò)標(biāo)定

和

以及粘度修正系數(shù)，得到一個(gè)壓差模型。此壓差模型的優(yōu)點(diǎn)是，需要標(biāo)定的量較少，只需有流速和溫度信息的輸入，便可計(jì)算出模型壓差?；趬翰畹挠?jì)算邏輯為，取實(shí)測(cè)壓差梯度與模型壓差梯度的互相關(guān)因子，再對(duì)其中一段時(shí)間內(nèi)的平均值，以此作為碳

灰量的依據(jù)。但是基于壓差的碳載量計(jì)算，也存在低流量下精度偏低的缺點(diǎn)。

3.3 模型驗(yàn)證

為驗(yàn)證GPF累碳模型的準(zhǔn)確性，本文進(jìn)行了整車長(zhǎng)距離累碳試驗(yàn)。如表7所示，本文進(jìn)行了不同工況的累碳驗(yàn)證，市區(qū)工況模型偏差-1.7%，基本能滿足要求。郊區(qū)工況偏差較大，原因是混動(dòng)存在發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)的工況，但GPF實(shí)際溫度較高，模型碳載量無(wú)法識(shí)別，但此時(shí)基于壓差計(jì)算的累碳量比較接近。高速工況，GPF溫度較高，模型碳載量與實(shí)際碳載量偏差在合理范圍內(nèi)。從該實(shí)驗(yàn)結(jié)果也可以看出緊耦合GPF的再生效果十分明顯，中高速工況幾乎無(wú)累碳產(chǎn)生，更加容易實(shí)現(xiàn)被動(dòng)再生。

3.4 再生控制

當(dāng)GPF累碳量較多時(shí)，系統(tǒng)背壓較大，會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能，因此當(dāng)碳載量超過(guò)一定值時(shí)，需進(jìn)行再生控制。再生又分為主動(dòng)再生和被動(dòng)再生。被動(dòng)再生是指EMS不作特殊控制，通過(guò)客戶日常行駛的斷油窗口再生soot。主動(dòng)再生是指EMS判斷滿足主動(dòng)再生條件時(shí)，通過(guò)主動(dòng)控制減稀空燃比及提高排氣溫度(類似催化器加熱推遲點(diǎn)火角)再生soot。

雖然緊耦合GPF可以較為容易的實(shí)現(xiàn)被動(dòng)再生，但在低溫、低速行駛等極端使用條件下，也會(huì)需要主動(dòng)再生介入。對(duì)于插電式混合動(dòng)力汽車而言，可借助電機(jī)、電池來(lái)實(shí)現(xiàn)更為靈活多變的再生方式。比如在再生時(shí)加入充電負(fù)載，利用HCU調(diào)整不同的扭矩需求，達(dá)到更高的發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，有利于提升GPF入口溫度。表8就利用了混動(dòng)車輛的怠速充電工況，有效提高了GPF的入口溫度。

但是電池充放電能力有限，無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間保持大的充電負(fù)載，尤其在低溫環(huán)境下，電池功率還會(huì)受到限值，此時(shí)就和傳統(tǒng)車一樣，主要靠驅(qū)動(dòng)需求實(shí)現(xiàn)再生。當(dāng)電池溫度上升后，又可通過(guò)增加充電負(fù)載的方式，提高發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，提升再生速率。

1.以動(dòng)寫(xiě)靜。也就是事物原本是個(gè)靜物，但在作者的筆下，它變成了一個(gè)動(dòng)的、活的事物；或者直接把靜止的事物當(dāng)作運(yùn)動(dòng)的事物來(lái)寫(xiě)，想象并描寫(xiě)出靜態(tài)事物在運(yùn)動(dòng)時(shí)的形態(tài)和神態(tài)。如：

4 結(jié)論

對(duì)于混動(dòng)車型，尤其是電池容量較大插電式混合動(dòng)力汽車，由于經(jīng)常出現(xiàn)起停和純電行駛，其顆粒物排放會(huì)高于普通燃油車，通過(guò)本文的研究，推薦使用緊耦合GPF。插電式混合動(dòng)力汽車可以彌補(bǔ)其背壓帶來(lái)的性能損失，利用其優(yōu)點(diǎn)，更好的提高再生頻率，避免出現(xiàn)再生困難的問(wèn)題。

本文中市區(qū)、市郊、高速三個(gè)車速段的整車?yán)厶剂吭囼?yàn)結(jié)果表明，GPF模型碳量和實(shí)際剩余碳量偏差均在合理范圍內(nèi)，基于碳載量和基于壓差的累碳模型能滿足控制精度要求。插電式混合動(dòng)力汽車可以利用三電系統(tǒng)額外的充電功率，輔助再生的進(jìn)行。

[1]范明哲,張賓.汽油機(jī)GPF碳載量模型和再生策略的試驗(yàn)研究[J].內(nèi)燃機(jī)與動(dòng)力裝置, 2018,35.

[2]溫吉輝,滕勤.缸內(nèi)直噴汽油機(jī)顆粒捕集器(GPF)技術(shù)研究進(jìn)展[J].小型內(nèi)燃機(jī)與車輛技術(shù),2016,45.

[3]Christine K.Lambert,Mira Bumbaroska,Douglas Dobson,Jon Hangas,James Pakko,and paul Tennis.Analysis of High Mileage Gasoline Exhaust Particle Filters.SAE[J].2016-01-0914.