具有成本效益的先進柴油微粒過濾器

具有成本效益的先進柴油微粒過濾器

對環境的關注，使發動機相關的排放法規變得越來越嚴格，尤其是與柴油機顆粒物（PM）排放相關的排放法規。不斷嚴格的PM排放法規，迫使柴油機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，廢氣通過具有一定孔密度的蜂窩結構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，因此需要對柴油微粒過濾器進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，而以柴油機為主的商用車市場又對價格因素極為敏感，因此需要開發出具有成本效益且使用時間更長的先進柴油微粒過濾器。

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材料的熱膨脹系數較大，因而在對汽車廢氣進行過濾時，溫度較高的廢氣可能造成SiC過濾體產生過量的膨脹。為了解決該問題，在進行過濾體的制造時，不采用整體加工制造方法，而采用分段加工制造的方法，形成小塊結構拼裝成的過濾體，但該過程也會導致SiC過濾體的制造成本顯著增加。因此，采用了熱膨脹系數較小、成本較低的堇青石來解決該問題。同時，引入美國康寧公司的非對稱孔道技術（ACT）以增加入口通道的體積，從而增加碳灰累計量，延長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稱孔道技術的應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，該技術已經得到驗證，成品有先進的堇青石DuraTrap AC 300/9 ACT柴油微粒過濾器。

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

編譯：王祥