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视频作者:合肥宝发动力技术股份有限公司
本标准相关要求与柴油车国五要求基本相当,采用选择性催化还原装置(SCR)和颗粒捕集器(DPF)是主流技术路线,部分厂商还会采用柴油氧化催化器(DOC)和废气再循环(EGR)等辅助技术。这些技术在国五柴油车上已实现成熟应用,欧美非道路相应产品已在多年前供应市场。
从国三到国四,不同功率段非道路移动机械采用不同的排放控制技术,增加成本有所不同。37kW≤P<75kW功率段主要采用的技术路线是加装颗粒捕集器(DPF),75 kW≤P<130 kW功率段主要技术路线是加装氧化型催化转化器(DOC)+颗粒捕集器(DPF),130 kW≤P<560 kW功率段主要技术路线是加装氧化型催化转化器(DOC)+颗粒捕集器(DPF)+选择性催化还原装置(SCR),升级成本约占总成本的10%-15%。37kW以下功率段的柴油机,技术上只需要进一步优化进气、燃油喷射系统即可,成本在量产的情况下几乎可以忽略不计。排放标准的升级,将带动后处理生产企业等排放控制相关行业发展,推动柴油机行业技术升级。
传统壁流式 DPF 孔是方形孔结构,并交叉堵孔,迫使气流流经过滤壁面,颗粒集在壁内部孔表面上(深层过滤)和壁表面上,形成一层碳烟过滤层。当碳烟负载量较多时,表层过滤将会是影响 DPF 压力损失的主要因素,因而增加 DPF 的有效过滤面积,在同等的碳烟量情况下,累积在 DPF 过滤壁面 上的碳烟厚度将减小;另外,提高 DPF入口的开孔率,能有效提高 DPF 的过滤容积,加强 DPF 的灰分 储存能力,延长清灰里程。
为此,不同的 DPF 研究者和生产企业对 DPF 孔结构进行了很多的创新设计。日本揖斐电公司作为碳化硅 DPF 市场的领导 \,在 DPF 结构设计方面做出了很多创新,其中 具代表性的就是“OS”孔结构的 DPF,入口为八边 形,出口为正方形。“OS”孔结构 DPF 的清灰里程比 传统的对称孔结构 DPF 的要长 30%。作为 DPF 市 场的主要参与者,美国康宁(Corning)公司和日本 NGK 公司也开发了类似孔结构的堇青石、钛酸铝、 复合碳化硅等材料的 DPF。
很多人都不清楚颗粒捕捉器的工作原理,其实很简单,机颗粒捕集器(GPF)就是由流通式三效催化器演变而来,安装在发动机排放系统中的陶瓷过滤器,外型一般为圆柱体,PM颗粒物通过拦截、碰撞、扩散、重力沉降等方式集在载体的壁面内以及壁面上,从而实现在微粒排放物质进入大气之前将其捕捉,当颗粒物积存到一定程度后,燃烧器会自动点火燃烧,将吸附在上面的炭烟微粒烧掉,变成二氧化碳排出,优化自身的性能,这一过程,我们也称之为“再生”。