微颗粒处理：
为了适应各国汽车排放控制法规标准,多年来,国内外柴油发动机制造厂商在控制微颗粒生成和排放后处理方面采取了许多有效措施,并研发出许多柴油发动机排放控制新技术和新装置,成为柴油发动机不可缺少的一部分。
在控制柴油发动机排放微颗粒生成方面,主要采取的措施有：
①提高柴油品质；
②优化燃烧室结构;
③废气再循环技术;
④涡轮增压和中冷技术;
⑤高压共轨电控柴油喷射技术。
在排放后处理方面采取的主要措施是：
①加装氧化催化器(DOC)( Diesel Oxidation Catalyst)。
②加装排气颗粒滤清器DPF( Diesel Particulate Filter)。
柴油发动机的DOC和DPF都安放在排气歧管后面,与排气歧管后端连接的是DOC,DOC的后面是DPF(图22-1)。有的柴油发动机将DOC与DPF合在一起组成一个总成(图22-2)。
柴油发动机DOC的结构与汽油机的三元催化器类似,是蜂窝状的、涂有催化金属(如铂和钯等)可以过滤微小颗粒的装置。DOC能够将排气中有害的一氧化碳转换成二氧化碳,并将碳氢化合物氧化为水和二氧化碳,同时DOC也能够转化部分一氧化氮。与三元催化器相比,DOC对氮氧化合物、碳氢化合物和碳氧化合物的催化转换能力要弱一些,成本也比三元催化器低很多。DOC可以消除氮氧化合物和碳氢化合物,但是不能消除和过滤微型颗粒。
DPF安放在DOC后面,起着过滤微型颗粒的作用。DPF具有类似于DOC的金属涂层通道,通道表面的金属涂层能够将细微颗粒吸附在滤网上。DOC与DPF的工作如图22-2所示。
随着排气不断通过DPF,越来越多的颗粒会阻塞滤清器,导致DPF失效,所以要定期清理DPF,恢复其过滤性能。清理DPF的方法是利用高温将附着在滤清器上的颗粒焚烧掉,这种焚化处理方式称为DPF再生处理。DPF再生处理分为主动再生和被动再生。主动再生指的是利用外界能量来提高DPF内的温度,使微粒着火燃烧。当过滤器中的温度达到300℃时,沉积的颗粒物就会氧化燃烧,如果温度达不到300℃,过多的沉积物就会堵塞过滤器,这时就需要利用外加能源(如电加热器、燃烧器、发动机增加喷油量提高排气温度等)来提高DPF内的温度,使颗粒物氧化燃烧。被动再生指的是利用燃油添加剂或者催化剂来降低微粒的着火温度,使微粒能在正常的柴油发动机排气温度下着火燃烧。添加剂(主要是铈、铁和锶)要以一定的比例加入到燃油中,若加入过少,就会导致再生效果不明显。
排气再处理只能将颗粒焚化,但来自燃烧室的润滑油焚烧后仍会产生灰烬,灰烬的不断积累也会造成DF阻塞。要想排除灰烬的影响,必须将排气滤清器从车上拆下进行清理所以,对于带有DPF系统的车辆必须使用指定的发动机机油,以延长排气再处理的周期。
