具有成本效益的先進(jìn)柴油微粒過濾器

對(duì)環(huán)境的關(guān)注，使發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的排放法規(guī)變得越來越嚴(yán)格，尤其是與柴油機(jī)顆粒物（PM）排放相關(guān)的排放法規(guī)。不斷嚴(yán)格的PM排放法規(guī)，迫使柴油機(jī)必須使用柴油微粒過濾器以減少PM的排放。常用的柴油微粒過濾器為壁流式柴油微粒過濾器，其在過濾時(shí)，廢氣通過具有一定孔密度的蜂窩結(jié)構(gòu)狀過濾體吸附廢氣中的PM。隨著柴油微粒過濾器的不斷使用，由于廢氣中的PM不斷沉積在過濾體孔隙中而造成過濾體堵塞，因此需要對(duì)柴油微粒過濾器進(jìn)行更換或過濾體沉積物的清除。但是，這種類型的柴油微粒過濾器成本較高，而以柴油機(jī)為主的商用車市場(chǎng)又對(duì)價(jià)格因素極為敏感，因此需要開發(fā)出具有成本效益且使用時(shí)間更長(zhǎng)的先進(jìn)柴油微粒過濾器。

在常用的柴油微粒過濾器中，使用碳化硅（SiC）作為過濾體材料。但由于SiC材料的熱膨脹系數(shù)較大，因而在對(duì)汽車廢氣進(jìn)行過濾時(shí)，溫度較高的廢氣可能造成SiC過濾體產(chǎn)生過量的膨脹。為了解決該問題，在進(jìn)行過濾體的制造時(shí)，不采用整體加工制造方法，而采用分段加工制造的方法，形成小塊結(jié)構(gòu)拼裝成的過濾體，但該過程也會(huì)導(dǎo)致SiC過濾體的制造成本顯著增加。因此，采用了熱膨脹系數(shù)較小、成本較低的堇青石來解決該問題。同時(shí)，引入美國(guó)康寧公司的非對(duì)稱孔道技術(shù)（ACT）以增加入口通道的體積，從而增加碳灰累計(jì)量，延長(zhǎng)柴油微粒過濾器的使用壽命。研究表明，堇青石過濾體材料和非對(duì)稱孔道技術(shù)的應(yīng)用能夠顯著提高柴油微粒過濾器的過濾性能和使用壽命。目前，該技術(shù)已經(jīng)得到驗(yàn)證，成品有先進(jìn)的堇青石DuraTrap AC 300/9 ACT柴油微粒過濾器。

Mahesh Govindareddy et al. SAE 2017-26-0116.

編譯：王祥