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清潔柴油車廢氣處理新技術

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在歐洲,排放法規一直具有領先世界的水準。作為世界級的汽車配件供應商,本公司一直致力于提供滿足各階段排放法規的清潔柴油噴射系統,在滿足現階段歐3排放標準的柴油噴射系統里,本公司就占有超過80%的市場份額。在此基礎上,本公司不斷在研發領域進行巨額投入,以滿足日益苛刻的排放限值。
其中有一塊區域顯示了非常低的顆粒物排放,它們反映那些已經使用了顆粒捕集器的匹配實例;
第二個有意思的區域是已經有一些匹配處于歐洲4號排放標準范圍之內。這是一些采用了各種本公司燃油噴射系統的匹配實例,包括徑向柱塞分配泵VP44、泵噴嘴以及共軌系統。這些匹配的實例在沒有使用特別廢氣后處理的情況下就已達到歐4的排放標準,它們都采用了優化的燃燒以及燃油噴射系統。
基于匹配的實際經驗本公司還得出以下的結論:
重量在1,600公斤左右、擁有優化燃燒過程的乘用車輛要滿足歐4排放標準不需要采用附加的廢氣后處理措施;
對于更大噸位的車輛,需要使用顆粒捕集器;
對于超過2,000公斤的重型車輛,必須采用降氮氧化物催化還原系統。
也即,發動機、尤其是重型商用車用柴油發動機僅靠燃燒優化來滿足更加嚴格的排放法規是不夠的,必須再采用先進的廢氣后處理技術。目前已有的降低排放的后處理措施有:使用顆粒捕集器(Diesel Particulate Filter)和SCR轉換器(Selective Catalytic Reduction)。
本公司新型顆粒捕集器(Particulate trap)
顆粒捕捉器的主要功能是去除車輛尾氣中的顆粒物排放。現有可用的量產產品是以陶瓷濾體為基礎的顆粒捕集器,它有一個主要缺陷:由于煙塵顆粒在濾清器中的堆積,產品的使用壽命被限制在8~12萬公里左右,特別是使用降低捕集器再生溫度的添加劑時,顆粒捕集器在使用一定里程后必須進行更換。
本公司的新型捕集器是由多重排列的燒結金屬濾袋組成,主要優點是巨大的接觸表面積和很高的顆粒收集儲存能力。與蜂巢狀的SiC相比,在同等量的粉塵情況下,有過濾套筒的本公司柴油顆粒捕集器可達到更高的效率。這種顆粒捕集器的使用壽命至少可延長到20萬公里,大約是目前使用的陶瓷濾芯過濾器的兩倍壽命。
顆粒捕集器在工作時,尾氣中的顆粒被過濾器捕捉并儲存起來,如果不加以處理,過濾器將會逐漸堵塞。所以當顆粒達到一定程度時,將會利用高溫使這些顆粒充分燃燒,從而達到去除這些顆粒的目的,同時過濾器也實現了再生的過程。這就引出了顆粒燃燒率的問題。圖3反映一些相關的數據。
要在煙塵顆粒燃燒率上得到最佳效果,一個使用了添加劑和柴油顆粒捕集器的系統將是最佳解決方案。本公司的這種系統擁有接近100%的顆粒燃燒率。在這種使用添加劑的系統解決方案中,燃燒煙塵過程開始的最低溫度為500°C,這也是油耗方面最高效的解決方案。