DPF载体对柴油车颗粒物的捕集原理
简要介绍DPF载体对柴油车颗粒物的捕集原理。
DPF载体对柴油车颗粒物的捕集原理
DPF(柴油颗粒捕集器)通过壁流式蜂窝陶瓷载体的物理过滤和再生机制,将尾气中的碳颗粒截留并定期烧除,捕集效率>90%。
DPF载体的基本结构
DPF采用壁流式蜂窝陶瓷:相邻孔道交替封堵,尾气必须穿过孔道壁面,颗粒物在穿行中被截留在壁面上。
参数 | 典型值 |
材质 | 堇青石(主流)或碳化硅 |
孔密度 | 200-300cpsi |
壁厚 | 0.3-0.5mm |
捕集的三重物理机制
机制 | 作用粒径 | 原理 |
扩散拦截 | <100nm | 布朗运动撞击孔壁被截留 |
拦截截留 | 0.1-1μm | 颗粒尺寸大于孔隙被阻挡 |
惯性碰撞 | >1μm | 颗粒惯性大,撞壁被捕集 |
三种机制叠加,使DPF对全粒径范围捕集效率>90%。
过滤过程与效率
尾气从入口进入→入口被封堵→被迫穿过孔壁→颗粒物被截留→清洁尾气排出
初始效率:70%-80%(新鲜壁面)
工作后效率:>90%(滤饼层形成后成为过滤介质)
再生:捕集效率的维持
颗粒物积累→压降升高→需再生烧除积碳:
再生方式 | 温度 | 原理 |
被动再生 | 250-450℃ | 利用NO₂持续氧化碳颗粒 |
主动再生 | 550-650℃ | 后喷燃油升温烧除积碳 |
关键影响因素
因素 | 影响 |
孔密度/壁厚 | 300cpsi+薄壁效率高但压降大 |
灰分积累 | 机油灰分不可燃,需定期清灰(约10万公里) |
再生频率 | 城市工况约500-800km一次 |
总结
DPF捕集原理可概括为:壁流式载体迫使尾气穿壁,三种机制(扩散+拦截+惯性)叠加捕集全粒径碳颗粒,效率>90%。滤饼层形成后效率进一步提升,被动+主动再生维持长期运行。 DPF是“捕集-再生”的循环系统,长期有效性取决于再生频率和灰分管理。