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汽油机颗粒捕捉器

  • 2018-08-29
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  • 李辉
  • 河北省保定市容城县小里镇西小里村财贸街36号
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汽油机颗粒捕捉器

     随着国六排放法规的逐步实施,为了减少汽油机颗粒物排放,GPF已经成为其后处理系统的标准配置。GPF过滤机理与DPF基本相同,排气以一定的流速通过多孔性的壁面,这个过程称为“壁流”(Wall-Flow)。壁流式颗粒捕集器由具有一定孔密度的蜂窝状陶瓷组成,通过交替封堵蜂窝状多孔陶瓷过滤体,排气流被迫从孔道壁面通过,颗粒物分别经过扩散、拦截、重力和惯性四种方式被捕集过滤。大量研究表明,壁流式过滤器是目前减少颗粒排放 有效的手段。 

     GPF结构设计

     1、GPF过滤材料选择

     决定汽油机颗粒捕集器性能的关键是过滤材料,其过滤能力、机械强度、热稳定性、散热能力等物理性能直接影响GPF的结构设计,从而影响GPF的过滤效率、排气背压、使用寿命等指标。与DPF过滤材料性能要求相似,GPF过滤材料需具备以下性能:

     1) 较高的过滤效率、较低的排气阻力;

     2) 较小的热膨胀系数、热稳定性好及能承受较高的热负荷;

     3) 良好的抗高温性和耐热冲击性、耐腐蚀性;

     4) 较高的机械强度和抗振动性。

     GPF过滤材料主要是堇青石、SIC、AT、合金。

叉车颗粒捕集器 叉车颗粒捕集器
 
DPF1颗粒捕集器 DPF1颗粒捕集器

     2、装排比设计

     低背压设计的GPF捕集器长度与直径的比值(L/D)、安装位置对压降有重要影响,L/D从1.1减小到0.6后,压降将减小52%。综合考虑碳载能力、效率和空间要求,选择GPF装排比为1:1.1,L/D=1:1.1。其中,D=118.4mm,L=127.0mm。

     3、结构参数设计

     为了满足效率、碳载和背压的需求,应合理的设计GPF孔隙率、孔径及目数/壁厚等结构参数,使其满足高效率、高碳载量、低背压及耐热性高等特性。同时,为了保证再生可靠和避免二次污染,涂敷少量催化剂有助GPF被动再生。目前,GPF商业化产品应用主要有H1和H2两种技术。其中,H1技术的载体承载低涂敷,为0~50g/L,H2技术的载体承载高涂敷,一般为50~150g/L。显然,H2技术比H1技术的GPF孔隙率大,在相同的排气流量/温度下,背压减小,但目数/壁厚型谱较多,其壁厚/目数、涂覆量需要根据背压计算和排放测试结果来确定。

 

 

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