具有成本效益的先进柴油微粒过滤器

具有成本效益的先进柴油微粒过滤器

对环境的关注，使发动机相关的排放法规变得越来越严格，尤其是与柴油机颗粒物（PM）排放相关的排放法规。不断严格的PM排放法规，迫使柴油机必须使用柴油微粒过滤器以减少PM的排放。常用的柴油微粒过滤器为壁流式柴油微粒过滤器，其在过滤时，废气通过具有一定孔密度的蜂窝结构状过滤体吸附废气中的PM。随着柴油微粒过滤器的不断使用，由于废气中的PM不断沉积在过滤体孔隙中而造成过滤体堵塞，因此需要对柴油微粒过滤器进行更换或过滤体沉积物的清除。但是，这种类型的柴油微粒过滤器成本较高，而以柴油机为主的商用车市场又对价格因素极为敏感，因此需要开发出具有成本效益且使用时间更长的先进柴油微粒过滤器。

在常用的柴油微粒过滤器中，使用碳化硅（SiC）作为过滤体材料。但由于SiC材料的热膨胀系数较大，因而在对汽车废气进行过滤时，温度较高的废气可能造成SiC过滤体产生过量的膨胀。为了解决该问题，在进行过滤体的制造时，不采用整体加工制造方法，而采用分段加工制造的方法，形成小块结构拼装成的过滤体，但该过程也会导致SiC过滤体的制造成本显著增加。因此，采用了热膨胀系数较小、成本较低的堇青石来解决该问题。同时，引入美国康宁公司的非对称孔道技术（ACT）以增加入口通道的体积，从而增加碳灰累计量，延长柴油微粒过滤器的使用寿命。研究表明，堇青石过滤体材料和非对称孔道技术的应用能够显著提高柴油微粒过滤器的过滤性能和使用寿命。目前，该技术已经得到验证，成品有先进的堇青石DuraTrap AC 300/9 ACT柴油微粒过滤器。

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

编译：王祥