柴油機(jī)排氣顆粒物捕集器侯獻(xiàn)軍發(fā)動機(jī)原理A,內(nèi)燃機(jī)污染物生成控制,武漢理工大學(xué),車用動力系

柴油機(jī)排氣顆粒物捕集器武漢理工大學(xué)汽車工程學(xué)院侯獻(xiàn)軍PM組成：碳粒及包覆在外面的可溶性有機(jī)物（SOF）SOF：柴油機(jī)氧化催化器（DOC）碳粒：柴油機(jī)顆粒捕集器（DPF）（注意習(xí)慣簡稱）DPF原理：排氣經(jīng)過DPF

使排氣中的全部或部分

顆粒物被攔截，留在過

濾介質(zhì)上，氣體被凈化

流出，然后對收集的顆

粒氧化來清潔過濾器一、柴油機(jī)排氣顆粒物（PM）的凈化方法體積型（非整體式）DPF的濾芯用泡沫陶瓷、鋼絲棉或陶瓷纖維筒等較疏松的材料雜亂無章地制成，被捕集的顆粒沉積在過濾材料體內(nèi)，排氣從彎彎曲曲的微小孔道中通過優(yōu)點(diǎn)：受熱均勻，在熱再生過程中不易損壞缺點(diǎn)：捕集效率不高，一般在50％-70％之間；阻力大，緊湊性不好二、柴油機(jī)顆粒捕集器（DPF）的結(jié)構(gòu)類型-體積型表面型（整體式）DPF主要用堇青石蜂窩陶瓷塊或碳化硅作為濾芯，兩端面孔道的進(jìn)、排氣孔間隔地用陶瓷塞堵住，被捕集的顆粒大部分沉積在表面上，排氣經(jīng)過細(xì)微多孔壁流出一般濾芯的孔密度為100-200孔/in2，蜂窩陶瓷濾芯體積為柴油機(jī)排量的1~2倍二、柴油機(jī)顆粒捕集器（DPF）的結(jié)構(gòu)類型-表面型典型的DPF二、柴油機(jī)顆粒捕集器（DPF）的結(jié)構(gòu)類型試驗(yàn)后的DPF及外殼二、柴油機(jī)顆粒捕集器（DPF）的結(jié)構(gòu)類型進(jìn)口部分出口部分高過濾效率：過濾器中收集到的顆粒質(zhì)量與車輛排氣中進(jìn)入過濾器的顆粒質(zhì)量之比稱為DPF的過濾效率。DPF的過濾效率一般應(yīng)達(dá)到50％～80％以上?，F(xiàn)代DPF的過濾效率平均可達(dá)90%低流動阻力：顆粒堆積導(dǎo)致排氣背壓增大、性能惡化（再生的必要性）耐高溫和熱沖擊:顆粒燃燒時，濾芯溫度可達(dá)1000℃以上高可靠性、長壽命：承受熱膨脹、振動，過濾器的成本較高外形尺寸小、質(zhì)量輕、通用性好：易于布置及安裝三、柴油機(jī)顆粒捕集器（DPF）的使用要求定義：在DPF工作中沉積在濾芯中的顆粒會逐漸增加排氣阻力，惡化柴油機(jī)的性能，過濾效率會降低，因此，必須及時清除以恢復(fù)到原來的低阻力狀況，這個過程稱為DPF的再生原理：使顆粒發(fā)生氧化反應(yīng)變成CO2等氣體排入大氣再生條件顆粒物的溫度大于開始著火燃燒的最低溫度（600-700℃）氧濃度大于2%有足夠的反應(yīng)時間四、DPF的再生四、DPF的再生-方法噴油助燃再生電加熱再生微波加熱再生催化再生連續(xù)再生添加劑再生進(jìn)氣節(jié)流再生排氣節(jié)流再生后燃再生逆向噴氣再生機(jī)械振動再生利用外部熱源再生（主動再生）降低微粒活化能再生（被動再生）利用發(fā)動機(jī)熱能再生（主動再生）非加熱機(jī)械式再生（主動再生）再生方法熱再生：由外界提供熱量，提高濾芯的溫度，使沉積在濾芯中的顆粒燃燒，恢復(fù)濾芯的潔凈狀態(tài)。熱量可由燃燒器、電阻加熱器、微波發(fā)生器、紅外發(fā)射器等產(chǎn)生催化再生：利用催化作用降低顆粒著火溫度，提高氧化速率特點(diǎn)：連續(xù)性，由涂覆催化劑的DPF與其上游的特殊氧化催化器（DOC）組成連續(xù)再生捕集器（CRT），DOC把排氣中的NO氧化成NO2，利用NO2的氧化能力氧化DPF中積聚的碳煙顆粒燃油要求：柴油硫含量≤35ppm四、DPF的再生-原理四、DPF的再生-體積型DPF再生四、DPF的再生-噴油助燃（燃燒器）再生四、DPF的再生-電加熱再生四、DPF的再生-微波加熱再生四、DPF的再生-利用發(fā)動機(jī)熱能再生四、DPF的再生-逆向噴氣再生四、DPF的再生-CRTInletSectionCatalystSectionFilterSectionOutletSectionHoneycombCatalystWall-flowFilter四、DPF的再生-各種再生方法的對比分析再生方法再生時間附加能量消耗工作溫度再生效率成本可靠性二次污染電加熱再生長多高低高好沒有微波再生短少高高高一般沒有紅外再