摘要：介绍了一种用于柴油车排气后处理的部分流式颗粒过滤器PDPF的结构和工作原理。在半消声室内，测量了 粉红噪声条件下PDPF的静态传递损失。试验结果表明，PDPF在125~500 Hz之间具有较好的消声效果，传递损失A 计权值达10.5 dB（A）。
关键词：柴油车；颗粒过滤器；声学特性；传递损失
中图分类号：TK421文献标识码：A文章编号：1000-6494（2009）05-0043-02
颗粒过滤器（DPF）是降低柴油机颗粒物PM排放的重要装置。通常使用的DPF是壁流式颗粒过滤器，它由多孔蜂窝陶瓷或碳化硅组成，见图1。其结构的主要特点是交替堵住蜂窝状多孔载体的孔两端，当含颗粒物的气流流经载体时，利用载体的壁孔来过滤除去PM。
对DPF的研究更多地集中在再生和使用寿命方 面[1~4]，对其声学性能的研究相对较少，已有的文献[5~6]也主要是针对WFDPF进行声学性能研究。 笔者介绍了一种金属载体的部分流式颗粒过滤 器（PDPF）的结构及工作原理，并通过试验考察了 PDPF的声学性能。
1 PDPF结构及工作原理
PDPF的载体结构是由含一定比例铝的特殊高 合金钢卷制而成的金属薄片，一层波纹状的金属薄 片和一层平直的薄片绕在一起，形成了一个截面为 螺旋状的多孔结构。图2是载体孔结构的示意图。载体结构存在特制波纹，使孔内产生了径向和切向气 流，从而增加了湍流流动。不同大小的颗粒物，由于 扩散，拦截，或碰撞作用，在孔结构内发生沉积。
在金属载体内有直线段（A，D）和气流扰动段 （B，C）。气流扰动结构也称为“十字路”，气流在这里 要分成两股或两股合成一股。气流在图2中A段是 典型的层流；在B段流动受到限制，导致产生很高的 湍流；在位置C有顺流和逆流（旋流和回流）；在D 段的末端气流成为充分发展的层流并碰上另一个气 流扰动的十字路。大约每10 mm左右的长度就有一 个“十字路”。
可以看出，PDPF与陶瓷或碳化硅的WFDPF相 比，它的结构是开放的，不易堵塞。
在金属载体表面涂覆有含贵金属Pt的催化剂， 这样颗粒物在很低的温度下就可以被氧化。在金属 载体表面上发生的主要化学反应如下。
气体排放物：
2CO+O2→2CO2
2NO+O2→2NO2
HC+O2→CO2+H2O
颗粒物：
220~440℃，Pt催化剂容易将NO氧化为NO2， NO2与O2相比是更好的氧化剂，此时主要发生反应： 2NO2+C→CO2+2NO；440℃以上，形成的NO2很少，灰 分主要被氧气氧化O2+C→2CO2。
笔者介绍的PDPF结构，采用催化剂燃烧再生 的方式，属于被动式再生。只要使用温度合适，利于 进行前述的化学反应，不会造成堵塞，这主要是由于 其结构特点决定的。
上述PDPF对PM的去除效果及使用寿命已经 通过试验验证。韩国首尔在用柴油车改造中曾大量 使用此产品；在美国冷王（Thermo King）运输制冷机 组发动机上的应用也获得加利福尼亚大气资源局 CARB认证。
2 PDPF的声学性能试验
PDPF适用于在用柴油车的改造，同时由于其具有消声降噪效果，一般用它替代柴油车排气系统中的消声器，即将体积相仿的PDPF安装在原消声器的位置。这样PDPF兼具起到净化柴油车排气和降低排气噪声的功能。
为了考察PDPF的声学性能，在半消声室内对 一款用于4~6 L排量柴油车的后处理装置PDPF进 行了静态传递损失试验，试验装置见图3。在粉红噪声条件下，测试PDPF传递损失频谱特性，通过传声 器1和传声器2分别测量PDPF进口和出口声压级， 由多通道声学测试系统记录试验数据。试验时采用 的多通道声学测试系统为BSWA VS302USB，试验 依据为《声学声压法测定噪声源声功率级使用标 准声源简易法》（GB/T 16538-1996）。
图4给出了粉红噪声条件下PDPF传递损失频 谱特性。从测试结果可以看到，在粉红噪声条件下， PDPF的静态传递损失在中低频具有较好的消声效 果，尤其在125~500 Hz之间消声效果最好。该频率与 一般柴油发动机主要噪声源的频谱特性较为吻合[7~8]。 PDPF的传递损失A计权值为10.5 dB（A）。
同WFDPF的消声效果[5~6]相比，PDPF具有更好 的消声效果。
3 结论
介绍了用于柴油车排气后处理的装置PDPF的 结构和工作原理，通过试验测量了粉红噪声条件下 PDPF传递损失频谱特性。PDPF的结构开放，不易堵 塞，适用于在用柴油车的改造，且在中低频具有较好 的消声效果。
上海联兵环保科技有限公司
地址：上海市松江区工业区茸北分区茸阳路69号
总机：021-51691929
传真：021-57784244
免费电话：400-600-5030
技术支持：13641659499
E-mail：zhanglianbing@126.com
http://www.shlbhb.com
最近更新