在解决机颗粒物排放问题上,“提升燃烧过程中燃油喷射、混合控制度是降低颗粒物首要考虑的技术路线。但在此基础上增加GPF可以使碳颗粒物排放值达到更低水平。”他指出,两种技术结合是目前大多数整车厂选择的技术路线。“GPF的过滤机理与DPF基本相同,其结构设计和优化也以DPF为基础,但因其颗粒生成特性、排气温度、排气流速及氧浓度等方面有所差别,所以不能简单地照搬柴油机的研发经验。”清华大学汽车工程系帅石金表示。
柴油机燃用B20燃料时,粒径区间在7~9nm的核态颗粒主要为可溶有机组分和含硫化合物,加装DOC+CDPF后,其对可溶有机组分的净化效果明显,因此,其对该区间的颗粒数量具有一定的净化作用。而燃用柴油时,对于粒径区间在7~9nm的颗粒而言,颗粒数量浓度反而有增多的趋势,这主要是由于在经过后处理装置后,聚集态颗粒数量大幅降低,其对挥发及半挥发性可溶有机组分的吸附能力减弱,导致这部分有机组分的颗粒成核作用增强,从而导致该粒径区间核态颗粒数量的上升。
试验柴油机分别燃用纯柴油和B20燃料,在未加装后处理装置的原机、加装DOC+CDPF装置的状态下进行颗粒排放试验。试验工况包括外特性工况和负荷特性工况:(1)外特性工况为800~2200r/min,每隔200r/min一个工况点,共有8个工况点。(2)负荷特性工况为大转矩转速1400r/min、标定转速2200r/min,负荷点分别为10%、25%、50%、75%、,共计10个工况点。在上述试验工况下,测试并分析柴油机动力性、经济性、排气颗粒数量浓度及其粒径分布特性。
GPF相对压差的变化。每台发动机的次测试是采用干净的GPF,然后对GPF进行额外的11~17次测试,在测试之间不对GPF进行调节或再生。因此,如果在每个行驶循环中都有炭烟的累积,那么通过GPF的压降预计会随着多次测试而增加。然而在试验过程中,有些压差略有增加,而有些压差则略有下降。几次试验测量的压差差异约为5%。