摘要:柴油机使用排气再循环降低氮氧化物时,采取措施降低微粒排放是必要的,其中使用微粒过滤器是一种行之有效的方法。本文详细阐述了有关微粒过滤器种类、再生方式以及相关的排气再循环过滤系统模式。

关键词:排气再循环(EGR) ;微粒过滤器;排气再循环过滤系统

1 　前言

随着发动机的排放物对环境的污染日益严重,对于发动机的排放控制,越来越引起人们的关注。排放物的类型和数量因机型、燃油系统和运行条件而异。柴油机的排放物中HC、CO 的浓度比汽油机低得多,NOX 排放与汽油差不多,而微粒排放却比汽油机高约30～70 倍。因此控制柴油机排放污染物的重点是降低柴油机NOX 排放及微粒排放。本文就利用EGR 降低NOX 时引起微粒排放增加的问题提出相关的解决措施。

2 　EGR 对柴油机性能的影响

排气再循环就是将废气中的一部分引入燃烧室中,参与燃烧过程。由于排气的主要成分是惰性气体(CO2 ,H2O ,N2 等) ,它们具有较高的比热,当新混合气与排气混合,热容量即随之增大,降低最高的燃烧温度;同时EGR 对新混合气的稀释,也相应的降低了氧的浓度,从而使NOX 在燃烧过程中生成量受到抑制。

2. 1 　EGR 对排放的影响

众所周知, EGR (排气再循环) 已经在降低NOX 上取得了很大的成功,它在降低NOX 排放的同时往往会使其他排放物增加,尤其是微粒的排放。EGR 的稀释作用使燃烧过程中的最高温度降低,有效抑制了NOX 的形成,但是由于混合气中氧气浓度降低,燃烧反应不完全,使未燃碳氢化合物、一氧化碳和微粒的排放增加,微粒增加尤其明显,对于环境的危害更严重。微粒和氮氧化物的同时控制是一个急待解决的问题。

2. 2 　EGR 对润滑油和发动机零部件的影响

再循环的排气中包含的微粒物质进入气缸后会粘附在气缸壁表面的润滑油油膜中,在发动机工作过程中,活塞环将这些微料物质刮入到曲轴箱中,使润滑油中的不溶性物质增加,导致活塞环、气门等零件的磨损,为此需要将回流排气过滤,这对于安装涡轮增压器的柴油机尤为重要。如果安装有涡轮增压器的柴油机使用EGR 降低氮氧化物时,至少应除去EGR 气体中99 %的微粒。

3 　微粒过滤器及其再生

为此设计了再循环排气过滤系统来控制氮氧化物,该系统就是在排气进入再循环线路之前(即进入气缸之前) ,利用捕集器将它过滤,然后进行排气再循环工作过程。

现在使用微粒对滤器有许多种,这些措施都没有完全解决再循环排气的微粒过内燃机,特别是安装有涡轮增压器的柴油机的损害。过滤再循环排气系统在降低NOX 的同时要达到降低微粒目的,再循环排气的过滤元件及其再生是关键。

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