柴油机金属泡沫过滤器

介绍一种静电柴油机微粒过滤装置，并安装在排量为4L的柴油机上做了运行测试，在欧洲稳态循环（ESC）13和欧洲瞬态循环（ETC）条件下进行测试，温度变化范围为100～500℃，空气速度为30m/s。该装置包括静电除尘器（ESP）与边缘圆柱型金属泡沫过滤器。为减小泡沫过滤器体积和过滤装置压力的降低幅度，泡沫过滤器表层厚度从34.5mm减小到11.5mm。当过滤装置泡沫板厚度相同且均为11.5mm时，该过滤器PM排放＜0.01g/kW·h，而原过滤器PM排放为0.03g/kW·h。

开发一种将静电柴油机颗粒过滤装置与具有低压降的泡沫金属过滤器结合的柴油机尾气过滤装置。该装置用于大排量柴油机，其性能与泡沫的厚度和高电压电极的尺寸有关。采用排量为4L柴油机，在欧洲稳态循环（ESC）标准下进行评价，同时也可以评价柴油机的排放颗粒物。试验结果如下。

（1）在发动机稳态转速为2000r/min时，泡沫过滤器效率与过滤器的厚度成正比，过滤效率从20%变化到80%，相对泡沫厚度从11.5mm到34.5mm，当泡沫板厚度从34.5mm降为11.5mm时压降降低25%。

（2）采用电晕功率为10～30W的组合装置，能够实现超过90%的微粒去除效率。该装置效率与电晕功率相关。这种相关性可用于工业化装置的电气设计。

（3）基于微粒数量、欧洲稳态循环（ESC）13和欧洲瞬态循环（ETC）测试结果表明，该组合装置能够达到欧6排放标准。

（4）欧洲稳态循环（ESC）13和欧洲瞬态循环（ETC）测试微粒物数量结果表明，新开发过滤装置颗粒去除效率提高95%以上，而泡沫过滤器仅28%～75%。

（5）如果柴油机仅有ESP（车身稳定控制系统），则其排放与配备过滤器组合装置的发动机排放相差较小，这表明ESP是收集颗粒物的主要装置。

（6）泡沫过滤器是颗粒物的最后一层去除装置，其与ESP分开安装，在温度约为350℃及Pt（铂）催化剂下可再生。

Hak- Joon Kim et al.2014 IEEE Industry Applications Society Annual Meeting, Vancouver-Oct 5-9,2014.

编译：王亮