勞金平

摘要：商用車后處理系統(tǒng)中的尿素濾清器作用是為后處理系統(tǒng)提供足夠的、干凈的尿素液。在對某商用車的尿素濾清器芯進行臺架試驗時，發(fā)現(xiàn)其PP熔噴濾材容塵量較低，因此在原有濾材基礎上進行了優(yōu)化，結果容塵量達到了原有濾材的15倍以上，并對此種方案進行了試驗驗證，說明這種優(yōu)化的方案在提高容塵量上是有很大效果的，同時亦可保證濾清器的原始阻力及原始過濾效率要求。

關鍵詞：尿素濾清器;阻力;過濾效率;容塵量;試驗驗證

0 ?引言

SCR（選擇性催化還原）技術是中重型商用車達到歐Ⅳ及以上排放法規(guī)的一條重要途徑，主要原理是向發(fā)動機排氣管中攝入一定量的尿素液，在催化劑的作用下，尿素溶液中的NH3與排氣中的NOX發(fā)生氧化還原反應，生成無害的氣體排出，達到降低NOX排放的目的[1]。尿素濾清器用于去除尿素溶液中的顆粒雜質，為后處理尿素噴射系統(tǒng)提供充足清潔的尿素溶液，避免尿素中的顆粒雜質磨損尿素噴嘴或堵塞管路，導致尿素噴射系統(tǒng)功能失效。

尿素濾清器位于SCR系統(tǒng)中尿素罐內，如圖1所示。尿素濾清器的濾材對保證后處理系統(tǒng)正常運行起著至關重要的作用，本文采用與原有不同外表面處理的PP熔噴濾材對某商用車尿素濾清器進行了優(yōu)化及驗證，在保證其原始過濾效率的前提下，容塵量方面獲得了改善。

1 ?尿素濾清器結構

試驗結果原始濾清器容塵量為95mg，雜質進入PP熔噴濾材表層后，由于PP熔噴濾材表面經過處理，纖維之間所形成的孔隙過于致密，導致雜質被攔截在濾材表層，無法進入其內部，也就是說其內部PP熔噴濾材未起到容塵納污的作用。

2 ?尿素濾清器性能優(yōu)化目標

本著創(chuàng)新的理念，本文考慮SCR系統(tǒng)對尿素濾清器性能的要求，以及尿素溶液的化學性能，為避免使用尿素溶液進行實驗損壞試驗儀器，故采用液壓油作為實驗液，所采用的液壓油粘度約為尿素溶液的10倍，因此將試驗壓差增量？駐P設為400kPa，濾材仍然選擇PP熔噴濾材，采用兩種不同表面處理試件進行容塵量對比驗證，同時通過實驗驗證其各相關性能參數(shù)。

3 ?試件制備

本文采用以下兩種不同外表面的PP熔噴濾材進行了分析驗證，1#濾材為表面經過處理的PP熔噴濾材，其PP熔噴濾材接收軸側有滾壓及烘烤設備，其目的是為了使濾材獲得光滑的外觀而設置，見圖3、圖4。

被滾壓并烘烤后的1#PP熔噴濾材目視外觀光滑，利用復納科學儀器（上海）有限公司生產的Phenom ProX型電子顯微鏡進行觀察，發(fā)現(xiàn)PP熔噴濾材表面纖維變形對孔隙堵塞嚴重見圖5、圖6。

未被滾壓及烘烤處理的2#PP熔噴濾材目視外觀有明顯凹凸現(xiàn)象，同樣利用復納科學儀器（上海）有限公司生產的Phenom ProX型電子顯微鏡進行觀察，發(fā)現(xiàn)試件表面孔隙尺寸及分布相對保持了纖維原始狀態(tài)，見圖7、圖8。

4 ?實驗裝置

采用德國PAMAS S4031型便攜式顆粒計數(shù)器、西安東風機電有限公司生產的N5D101B3AB4G1B型質量流量計、上海航發(fā)機械有限公司生產的NB2-C20F型內嚙合齒輪泵、淮安市威力泵業(yè)科技有限公司生產的J1-72/1.0型柱塞式計量泵，將試件安裝于某商用車的尿素罐內，按照如圖9所示原理圖進行了試驗臺架的搭建。

5 ?試驗

采用以下試驗臺架（圖10），按照ISO11171和ISO4402對其進行校準，在試驗液中加入ISO 12103-1：2016[E]標準中的A3灰，針對兩種不同的PP熔噴濾材試件進行了試驗驗證。

兩種樣件經過試驗后狀態(tài)如圖11、圖12，可以清晰看出1#試件PP熔噴濾材內部無明顯雜質滲入，而2#試件則有大量雜質滲入其PP熔噴濾材內部，由此可初步判斷2#試件容塵量明顯大于1#試件。

試驗過程中獲得的壓差-時間關系曲線如圖13、圖14所示， 1#試件阻力在44min時達到最大阻力值， 2#試件最大阻力值是在336min以后達到最大阻力值，從兩個試件達到最大阻力值的時間上可說明2#試件容塵量遠大于1#試件。

試驗測得兩個試件的性能參數(shù)如表2所示。

6 ?結論

①采用優(yōu)化PP熔噴濾材的尿素濾清器容塵量容塵量達到了原有濾材的15倍以上，滿足了設計要求（≥1000mg），并且簡化了PP熔噴濾材的加工工藝，臺架試驗驗證也證明了這種新濾材的可行性。②采用優(yōu)化PP熔噴濾材的尿素濾清器在滿足容塵量的同時，原始阻力有所降低，原始過濾效率亦滿足SCR系統(tǒng)要求（≥99%@25um），對以后的研究具有較大的參考意義。

參考文獻：

[1]于千.國內外SCR催化劑應用概述[J].應用化工，2010-6.

[2]彭小飛，許新，陶春松.空氣輔助混合式氣驅尿素噴射系統(tǒng)及方法[P].中國.105626204.B.2019-2-15.

[3]GB/T 35359-2017，燃油濾清器 單次通過原始濾清效率試驗方法[S].