柴油机颗粒捕集器GPF结构设计

    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。