柴油机颗粒捕集器GPF结构设计
2020-04-16 08:27:53
柴油机颗粒捕集器GPF结构设计
1、GPF过滤材料选择
决定汽油机颗粒捕集器性能的关键是过滤材料,其过滤能力、机械强度、热稳定性、散热能力等物理性能直接影响GPF的结构设计,从而影响GPF的过滤效率、排气背压、使用寿命等指标。与DPF过滤材料性能要求相 似,GPF过滤材料需具备以下性能:
1) 较高的过滤效率、较低的排气阻力;
2) 较小的热膨胀系数、热稳定性好及能承受较高的热负荷;
3) 良好的抗高温性和耐热冲击性、蚀性;
4) 较高的机械强度和抗振动性。
GPF过滤材料主要是堇青石、SIC、AT、合金。
2、装排比设计
低背压设计的GPF捕集器长度与直径的比值(L/D)、安装位置对压降有重要影响,L/D从1.1减小到0.6后,压降将减小52%。综合考虑碳载能力、效率和空间要求,选择GPF装排比为1:1.1,L/D=1:1.1。其中,D=118.4mm,L=127.0mm。
3、结构参数设计
为了满足效率、碳载和背压的需求,应合理的设计GPF孔隙率、孔径及目数/壁厚等结构参数,使其满足高碳载量、低背压及耐热性高等特性。同时,为了避免二次污染,涂敷少量催化剂有助GPF被动。目前,GPF商业化产品应用主要有H1和H2两种技术。其中,H1技术的载体承载低涂敷,为0~50g/L,H2技术的载体承载高涂敷,一般为50~150g/L。显然,H2技术比H1技术的GPF孔隙率大,在相同的排气流量/温度下,背压减小,但目数/壁厚型谱较多,其壁厚/目数、涂覆量需要根据背压计算和排放测试结果来确定。
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