郭瑞瑞

（许昌学院电气（机电）工程学院，河南 许昌 461000）

引言

在工程机械领域中，柴油机一方面凭借着动力性强、经济性好和可靠性高的优势被广泛接受，另一方面其排放的尾气微粒中存在较高的碳烟（Dry Soot）、可溶性有机物（Soluble Organic Fraction， SOF）、无机物和金属物质等，这些物质对人体健康和大气环境质量的危害也在一定程度上限制了柴油机的发展。面对排放法规对微粒数量和浓度的双重限制，进气中冷、推迟喷油提前角等机内净化技术在降低排放上遭遇到瓶颈，排放后处理技术成为了研究焦点[1]。微粒捕集器(DPF，Diesel Particulate Filter)是目前公认的最有效和具有良好商用前景的柴油机排放后处理技术。

1 DPF 净化机理

在柴油机尾气中的颗粒物的各组成部分中，可溶性有机物不仅生成量少且在排气温度下会发生氧化，硫酸盐的生成量也很少，所以DPF 捕集的颗粒物成分实际上主要是碳烟。DPF 中起过滤作用的关键部件是过滤体，目前商用较多的类型是多孔介质壁流式蜂窝陶瓷过滤体，如图1 所示。在柴油机工作时，含有多孔介质的DPF 将对微粒产生拦截、碰撞及扩散等效果，最终使得微粒沉积在介质内部实现过滤净化的效果[2]。然而，DPF 技术的核心问题为压降、碳烟捕集及再生过程。这主要是因为随着车辆运行时间和里程的增加，DPF内捕集、积累的碳烟量相应增加，DPF 前后的压差将会增加，致使发动机出现排气不畅、新鲜进气量不足，车辆出现燃油经济性和动力性下降、污染物排放加剧等一系列不利状况。……