壁流式陶瓷颗粒过滤器结构特性分析(8)

人连理工大学硕十学位论文

１．２排放物中颗粒物的净化技术、柴油机排放标准

１．２．１排放物中颗粒物的净化技术

机内净化技术一直是柴油机研究的重点，主要措施：通过使用先进的燃油喷射系统，如使用高压共轨系统、单体泵、单体喷油器等，提高喷油压力，降低ＰＭ排放；利用先进的电控技术，对喷油量、喷油提前角、喷油速率、增压器可变涡轮截面等进行最优控制；改进燃烧室结构，优化燃烧体系；必要时采用ＥＧＲ降低ＮＯｘ排放。实践证明：冷却式ＥＧＲ可显著降低ＮＯｘ排放。

但随着排放法规日趋严格，机内净化技术在进一步降低柴油机微粒排放的问题上遭遇瓶颈。这主要是因为：

１、从燃烧的角度，解决柴油机的微粒物排放已接近极限。目前，微粒排放有较大的降低，是在采用了几乎所有的现代柴油机技术的基础上取得的，在没有新技术出现的情况下，仅仅靠对已有技术进行改进和优化来进一步降低柴油机微粒物排放已经没有多大潜力。

２、机内净化技术给柴油机的微粒排放控制带来了新的课题。如，在采用了柴油高压喷射技术后，虽然柴油机的微粒总质量大幅度减少，但微粒的数量却反而有所增加。这些微粒体积和质量远小于以前，但其所造成的危害却很大。

３、改进燃油品质来降低微粒排放的前景也被证实与人们所期待的效果相差甚远。一些专家使用了一种特殊的柴油（不含Ｓ、不含芳香烃，十六烷值６２）与瑞典的标准柴油（Ｓ含量为４００ｐｐｍ、芳香烃的质量分数为３０％，十六烷值为４８）进行对比，微粒的排放只减少了１０％。而这种特殊柴油价格相当昂贵，且不能通过石油直接炼制。

上述三个方面的问题增加了柴油机微粒排放机内控制的难度，因此为进一步降低柴油机微粒排放，仅仅依靠机内净化技术是难以为继的，柴油机微粒排放后处理技术的发展成为一种必然趋势。国内外研究的微粒后处理方式主要有等离子净化法、静电分离法、溶液清洗法、离心分离技术和微粒捕集技术等。

微粒捕集器技术是目前国际上公认的最为有效的柴油机排气微粒后处理技术，也是目前国际上商用前景最好的排气微粒后处理技术。微粒捕集器安装在排气管中，当排气通过微粒捕集器时，排气中的微粒被微粒捕集器中的滤芯捕集，达到捕集的目的。微粒捕集器的关键技术是过滤材料的选择以及过滤体的再生，其中又以后者尤为重要【１１。１３】。

随着时间的推移，过滤体内沉积的微粒越来越多，使得发动机排气阻力逐渐增加，从而会降低发动机的输出功率、增加燃油消耗量。因此，必须采用适当的方法将微粒清除，这个清除微粒的过程被称为再生。