2.3 壁流式捕集器 DPF
壁流式DPF用一個(gè)類似蜂窩的載體結(jié)構(gòu)過(guò)濾氣流中的顆粒,尾氣流入DPF后,氣流通道在出口端是堵塞的,尾氣被迫透過(guò)流道壁進(jìn)入相鄰的孔道,顆粒物無(wú)法通過(guò)被沉積下來(lái),成為積存的碳煙(參見(jiàn)圖1.2)。DPF首先應(yīng)用于輕型柴油車領(lǐng)域,但隨著排放法規(guī)(歐Ⅵ,US2007,JapaIl2005標(biāo)準(zhǔn))的加嚴(yán),重型柴油車也不可或缺。
壁流式捕集器能去除幾乎所有的碳煙和金屬顆粒,在發(fā)動(dòng)機(jī)全工況范圍內(nèi)對(duì)微粒物達(dá)到按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算大于95%,按顆粒數(shù)量計(jì)算大于99%的濾除效果。歐Ⅵ法規(guī)對(duì)顆粒物設(shè)定了質(zhì)量和數(shù)量?jī)煞矫娴南拗?,DPF是滿足該法規(guī)最有效的技術(shù)。
4、柴油叉車的顆粒物捕集器再生技術(shù)
由于碳煙持續(xù)的流入最終將不可避免堵塞DPF,因此必須將捕獲到的顆粒物通過(guò)氧化從捕集器中去除,避免排氣系統(tǒng)中產(chǎn)生過(guò)高的背壓。再生過(guò)程影響DPF的使用壽命和效果。DPF中黑煙顆粒物再生需要入口氣流溫度超過(guò)550℃,但柴油機(jī)典型工況很難達(dá)到這個(gè)要求,例如柴油叉車低速低負(fù)荷的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度可能在200℃左右。高負(fù)荷時(shí)在300℃以上,基本可以滿足POC的使用條件要求。DPF的再生管理,一方面通過(guò)提升DPF入口溫度或改變發(fā)動(dòng)機(jī)的工況,來(lái)促進(jìn)碳顆粒的氧化,另一方面通過(guò)熱管理避免DPF的不當(dāng)再生引起的燒蝕損壞。為可靠再生,多種主動(dòng)、被動(dòng)的DPF再生方案被開(kāi)發(fā)出來(lái)。
主動(dòng)再生需要對(duì)再生時(shí)間和狀況進(jìn)行精確控制。電加熱(見(jiàn)圖1.4)點(diǎn)燃碳煙顆粒,會(huì)給車輛供電帶來(lái)負(fù)擔(dān),需安裝大容量電池來(lái)補(bǔ)充供電,這種再生方式使用不便,可靠性也有待提高。尾氣中噴入助燃氧化劑,或通過(guò)改變噴油時(shí)刻、進(jìn)氣節(jié)流等方式來(lái)增加排氣溫度,是目前柴油卡車應(yīng)用較多的主動(dòng)再生方式,叉車行業(yè)基本還沒(méi)有涉及。
圖1.4電加熱主動(dòng)再生系統(tǒng)一意大利倍耐力愛(ài)科公司
被動(dòng)再生分兩種,一種與催化劑密切相關(guān)的再生方式;另外一種對(duì)叉車來(lái)說(shuō)是更加切實(shí)可行的方案是高溫爐燃燒的方式。
被動(dòng)再生相對(duì)主動(dòng)再生,具有成本及可靠性的優(yōu)勢(shì)。
5、結(jié)論
柴油叉車的排放法規(guī)在2016年4月1日起才開(kāi)始執(zhí)行國(guó)三排放標(biāo)準(zhǔn),柴油叉車的顆粒物排放污染相比較道路車輛,譬如柴油輕、重卡等車輛來(lái)說(shuō)相對(duì)嚴(yán)重些,對(duì)人體健康危害較大;加上近期被炒得沸沸揚(yáng)揚(yáng)的德國(guó)大眾柴油轎車的排放門(mén)事件,很難相信沒(méi)有加裝尾氣后處理系統(tǒng)的叉車可以到達(dá)很好的排放控制。
通過(guò)上述比較不同的后處理技術(shù)可以看出,DPF壁流式顆粒捕集器是最有效的顆粒物排放控制技術(shù)。DPF被動(dòng)再生具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用成本低,能夠持續(xù)工作等優(yōu)點(diǎn)。
針對(duì)柴油叉車的實(shí)際使用工況來(lái)說(shuō),采用DPF被動(dòng)高溫爐再生可以降低75%以上的使用成本,定期(1個(gè)月)使用高溫爐進(jìn)行過(guò)氧化燃燒來(lái)清除積累下來(lái)的微粒是一條切實(shí)可行的技術(shù)路線。同時(shí)為使DPF可靠再生,從溫度控制、DOC布置、DPF涂層等方面加以專業(yè)化設(shè)計(jì)和布局,能夠?qū)υ偕呗赃M(jìn)行優(yōu)化。合肥寶發(fā)動(dòng)力技術(shù)有限公司第二代電控式黑煙凈化器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了上述的全部功能,具有主動(dòng)壓力電腦報(bào)警功能,目前叉車尾氣凈化的先進(jìn)應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)初見(jiàn)端倪。
2015年10月27-30日,合肥寶發(fā)動(dòng)力技術(shù)有限公司參加了CeMAT Asia 2015 - 亞洲國(guó)際物流技術(shù)與運(yùn)輸系統(tǒng)展覽會(huì),展位號(hào)為:W1-I2-5,展會(huì)期間將免費(fèi)贈(zèng)送一批(有條件要求)柴油叉車尾氣凈化器(適用1-4噸柴油叉車適用),歡迎有批量客戶需求的叉車經(jīng)銷商、代理商前來(lái)咨詢贈(zèng)送業(yè)務(wù)和使用方法。
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