顆粒捕捉器是什么原理

顆粒捕捉器是安裝在汽車排放系統(tǒng)中的陶瓷過(guò)濾器 ，能在微粒排放物質(zhì)進(jìn)入大氣前將其捕捉 。有柴油機(jī)顆粒捕集器（DPF）和汽油機(jī)顆粒捕集器（GPF） 。

汽油機(jī)顆粒捕集器由流通式三效催化器演變而來(lái) ，外型一般是圓柱體 。PM 顆粒物通過(guò)攔截、碰撞、擴(kuò)散、重力沉降等方式被捕集在載體的壁面內(nèi)以及壁面上 ，實(shí)現(xiàn)捕捉微粒排放物質(zhì) 。

柴油顆粒捕集器工作原理是，像柴油微粒過(guò)濾器噴涂上金屬鉑、銠、鈀后，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排出含炭粒的黑煙，通過(guò)專門管道進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣微粒捕集器，經(jīng)內(nèi)部密集的袋式過(guò)濾器，將炭煙微粒吸附在金屬纖維氈制成的過(guò)濾器上 。

當(dāng)顆粒物積存到一定程度后就需要再生 。再生分主動(dòng)和被動(dòng) 。

DPF 被動(dòng)再生是廢氣中的 NO 在 DOC 的作用下生成 NO2，NO2 與碳煙（soot）反應(yīng)，減少 DPF 內(nèi)碳煙 。NO2 有很強(qiáng)氧化能力，利用它除去微粒捕集器中的微粒生成 CO2，NO2 又被還原為 NO 來(lái)達(dá)到去除微粒目的 。

DPF 主動(dòng)再生的溫度控制是，當(dāng) DPF 有再生請(qǐng)求時(shí)，通過(guò)進(jìn)氣節(jié)流閥、EGR 閥、燃油后噴等熱管理措施，將 DOC 上游溫度控制到 HC 起燃溫度以上 ，然后通過(guò)排氣管路上的 HC 噴射系統(tǒng)，根據(jù) DPF 再生所需溫度設(shè)定值，對(duì) DPF 上游溫度進(jìn)行閉環(huán)溫度控制，把 DPF 上游溫度控制到再生溫度，燃燒掉 DPF 內(nèi)部累積的 soot 。

不同的顆粒捕捉器技術(shù)在結(jié)構(gòu)上有不同要求 。

“二合一 (Two in One)”技術(shù)把 SCR 催化劑涂敷在 DPF 載體內(nèi) ，集 SCR 和 DPF 功能于一體，能降低成本、減少安裝空間 。不過(guò)跟傳統(tǒng)的基于 CDPF 再生技術(shù)和基于 FBC 再生技術(shù)的 DPF 結(jié)構(gòu)相比，基于“二合一”技術(shù)的 DPF 需要更大孔隙率和平均孔直徑 。

基于 FBC 再生技術(shù)放熱速度快，對(duì) DPF 熱沖擊大 ，一般通過(guò)減少目數(shù)，增加壁厚，以及減少孔隙率和平均孔直徑等設(shè)計(jì)手段增加 DPF 熱容量 。

CDPF 技術(shù)能降低 DPF 再生時(shí)的溫度，有助于提高燃油經(jīng)濟(jì)性 ，應(yīng)用于 CDPF 技術(shù)的 DPF 需要適中的孔隙率和平均孔直徑 ，而基于“二合一”技術(shù)往往要求高達(dá) 90~220g/L 甚至更高的催化劑涂敷量 。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng)）