柴油车颗粒物排放控制技术研究(1)
国六柴油技术指标解读
国六标准是中国制定的用于规范汽车和柴油车排放的环保标准。国六柴油技术指标是指符合国六标准的柴油车应满足的排放要求。以下是国六柴油技术指标的一些重要方面：
1. 氮氧化物（NOx）排放限制： 国六标准对柴油车的NOx排放进行了更为严格的限制。NOx是一种对空气质量和健康有害的气体，国六标准要求柴油车在运行中将其排放降至较低水平。
2. 颗粒物排放限制： 国六标准对柴油车的颗粒物排放也进行了更为严格的控制。颗粒物是空气中的微小颗粒，对人体健康和环境有潜在危害。
3. 硫含量限制： 国六标准要求柴油的硫含量大幅降低。硫含量较低的柴油有助于减少尾气排放对大气的污染。
4. 气象参数对排放的影响： 国六柴油技术指标可能还包括对气象参数（例如温度、湿度等）对排放的影响进行考虑，以确保车辆在不同气候条件下都能够达到标准。
5. OBD系统： 柴油车可能需要配备先进的车载诊断系统（OBD系统），以便实时监测车辆的排放状况，并能够及时报警和修复故障。
6. 燃油喷射系统： 国六柴油车可能采用更先进的燃油喷射技术，以提高燃油的燃烧效率，减少排放。
总体来说，国六柴油技术指标的制定旨在通过技术升级和更为严格的排放控制要求，减少柴油车辆对环境的污染，提高空气质量。这些标准通常是政府为了实现环境保护和可持续发展而采取的措施。
汽车方面的毕业论文范文
汽车方面的毕业论文题目：汽车尾气排放控制技术的发展与创新
摘要
随着汽车工业的蓬勃发展，汽车尾气排放对环境和人类健康的威胁日益凸显。为应对这一挑战，汽车尾气排放控制技术的研究与创新显得尤为重要。本研究综述了汽车尾气排放控制技术的现状与发展，特别关注了创新技术的探索与实践。研究表明，传统的排放控制技术如三元催化转化器等在降低有害物质排放方面发挥了重要作用，但随着环保法规的严格化，其局限性也日益凸显。为此，新型排放控制技术如颗粒物捕集器（DPF）和选择性催化还原技术（SCR）等被开发并应用于实际生产中，显著提高了排放控制效果。
基于此，本研究还深入探讨了创新排放控制技术的问世、实际运用与验证，以及其所具备的技术优势和面临的挑战。这项创新技术依托先进的材料科学和催化化学原理，通过改良催化剂配方和结构设计，并辅以智能控制系统，实现对尾气排放的精确管控。实验结果表明，该技术能大幅减少汽车尾气中有害物质的排放量，提升排放控制效果，具备颇高的催化转化效率和稳定性。
汽车尾气排放控制技术将朝着更高效、更环保、更智能化的方向发展。政策法规的严格化和市场需求的变化将推动排放控制技术的不断创新和升级。同时，新能源汽车的快速发展也将对排放控制技术产生重要影响，为排放控制技术的发展带来新的机遇和挑战。本研究不仅为汽车尾气排放控制技术的研发和应用提供了参考和借鉴，也为未来排放控制技术的发展方向提供了有益的思考。
关键词：汽车尾气排放；排放控制技术；创新技术；发展趋势；环保法规 目录
摘要 ............................................................................................................................................ 1
第一章 引言 .............................................................................................................................. 3
浅析柴油车排放污染危害与防治对策
浅析柴油车排放污染危害与防治对策
摘要：现如今，我国巳然进入汽车工业社会，机动车数量越来越多，虽然推动了我国社会的发展与繁荣，但也带来了一些严重的环境问题，影响着人们的身体健康。在此背景下，我国对柴油车排放污染防治也提出了更高的要求，这是由于柴油车在全部机动车污染之中，其污染排放量是最大的，所以柴油车排放污染危害控制和防治为该项工作开展之重点所在。
关键词：柴油车；排放污染；危害；防治；对策
引言
环境污染问题已愈发受到人们所关注与重视，由此相关部门也实施了一些举措，开展柴油车污染治理攻坚战，以保护环境，控制环境污染。然以现阶段情况来说，柴油车所排放的污染物仍未获大力控制。对此，则需进一步分析柴油车排放污染的防治对策，从而改善柴油车排放污染物过重这一现状。基于此，本文以柴油车排放污染危害分析为出发点，而后探讨了柴油车排放污染防治对策，从而确保我国生态环境的良好发展，推动整个社会的可持续发展和不断的进步。
一、柴油车排放污染危害
机动车所排放的污染物通常会集中至距离地面约一米位置的层面，因离地面较近，会对人们的身体健康产生严重的影响与危害，对于儿童来说，其吸入量更多，甚至高达成人的两倍以上。现阶段，人们普遍认识到机动车所排放的氢氧化物以及一氧化碳等对人体的伤害，如容易导致人体产生呼吸系统以及心脏系统等疾病，却未能重视柴油车排放的黑炭与颗粒物，才是致使人们产生严重疾病的重要因素，也为导致全球变暖之主要因素。
柴油车所排放的烟主要有黑烟、白烟以及蓝烟这三种，上述三种均为以悬浮在排气之中的固态与液态颗粒而致使的，该颗粒的主要成分均为元素碳，也被称作固体碳，其具备较高的毒性，其中包含的致癌物质能够宜接影响到人体的呼吸系统，甚至吸入人体肺部，诱发恶性肺气肿等疾病。且上述颗粒物又都为细微粒，能够经过细胞壁入至人体的血液细胞之中，以血液循环方式传至全身系统，诱发全身系统病变。黑炭属固体颗粒物，处于不完全燃烧状态，其能够通过吸收日光，将这一光能进行转化，变为热能，此时若黑炭排入至大气之中，同时在冰雪中沉积，则会加剧全球变暖情况。可见，柴油车所排放的污染物不仅会影响到人们的身体健康，也会对环境产生诸多恶劣影响，因此，务必要重视控制柴油车所排放的污染物，并将其当做机动车污染控制的关键任务。
柴油机用颗粒氧化型催化器
柴油机用颗粒氧化型催化器（POC）
一、摘要
与汽油车不同的是，只有少数新型柴油车采用了排气后处理技术。车用柴油机生产企业一直是通过
改进发动机及其控制系统来满足尾气排放标准的。
世界通行的新排放标准迫使车用柴油机生产企业采用排气后处理技术。柴油车排气后处理系统比汽
油车的复杂很多。最难的部分是在低温稀燃环境下同时减少微粒和氮氧化物的排放。采用柴油机稀燃除
氮氧化物催化器和柴油机微粒滤清器在内的排气后处理技术可以达到最佳效果。这种技术虽然现在已经
存在，但很昂贵。 大多数情况下，使用先进的柴油氧化型催化器可以达到即将实行的欧4标准。
本章介绍了一种新型的颗粒氧化型催化器POC，其新增的特点是颗粒燃烧。该颗粒氧化型催化器由
一个新型的低温涂层和一种称作ECOCAT的金属载体构成。它可以减少60%的颗粒物, 同时，对HC和
CO转化率达80%-90%。已经在几个轻型和重型发动机和由该类型发动机驱动的车辆上（达到欧洲0号
到4标准的发动机）进行了测试。该方案的最大优点是价格相对便宜，不必维护。但要求柴油中硫含量
低。
二、导言
在把化学能转化为机械能方面，柴油机的热效率显然要高于其他内燃机。
柴油的高热效率以及良好的机械耐久性能保证了在为新型车选择一种先进的动力设备时，柴油机应
当是首选。柴油机在欧洲的市场份额很快就翻了一番。 在德国，五年内所占比例从近年来，柴油发动
机长足发展。西方国家逐渐淘汰了冒着黑烟的卡车，而柴油发动机越来越广泛地应用于新型环保型旅行
车。
可见黑烟的问题解决了，但小颗粒物成为了关注的焦点。
当研究出新的测量技术来分析这些微粒并逐渐加深它们对人类影响的了解以后，颗粒污染物就成为
在车辆高度集中的城市里最大的污染源。
柴油发动机的正常排气情况是：稀燃，排气温度低。
柴油机排气情况和汽油机排气情况有很大的区别，同样，排气后处理系统不一定同时适用于汽油机
和柴油机。
总的来说，对于先进的柴油机，其原始排放中HC 和CO 的含量很少，主要污染物是氮氧化物和颗
柴油机颗粒捕集器内颗粒沉积过程的实验研究
柴油机颗粒捕集器内颗粒沉积过程的实验研究
蒲云飞;孟忠伟
【摘 要】基于DPF沉积过程可视化装置,研究了柴油机颗粒在DPF内的沉积过程,研究结果表明:颗粒沉积厚度随时间的变化可以分为了4个阶段,即:深床过滤阶段、长树阶段、搭桥阶段以及表面过滤阶段;其中,长树阶段与搭桥阶段实际上是对应典型三阶段中的过渡阶段;过滤压降随时间以及过滤压降随颗粒沉积厚度均呈典型的三阶段变化关系.此外,对于实验DPF载体,在表面过滤阶段开始时,颗粒层厚度在20
μm左右;在表面过滤阶段,过滤压降不与过滤速度成幂指数为2平方关系,而是幂指数大于2.
【期刊名称】《四川环境》
【年(卷),期】2018(037)005
【总页数】6页(P29-34)
【关键词】沉积过程;深床过滤;表面过滤;过滤压降
【作 者】蒲云飞;孟忠伟
【作者单位】成都航空职业技术学院汽车工程学院,成都610100;西华大学汽车与交通学院,汽车测控与安全四川省重点实验室,成都610039
【正文语种】中 文
【中图分类】X701
1 前 言 柴油机由于具有较高的热效率和经济性，较低的CO2排放等优点而被广泛的应用于运输业中，但是其颗粒物排放量大，会对环境造成严重的污染[1]。严格的排放标准就要求有效的、可靠的技术以减少颗粒物排放[2]。从控制技术上来看，仅靠柴油机机内净化和改善燃油品质已经难以满足目前的排放标准[3]。目前，满足“国Ⅳ”排放法规的柴油机都普遍需要采用后处理技术，并且未来更严格的排放法规将对后处理技术提出更高的要求[4]。
柴油机颗粒捕集器(Diesel Particulate Filter，DPF)是降低柴油机排气颗粒物的重要手段[5]，也是目前后处理技术中商业应用前景最好的技术之一[6]。其中，壁流式DPF由于其交错式的结构，具有极高的捕集效率(物理捕集柴油机颗粒[7]，颗粒捕集效率常常高于95%[8-9])而得到了广泛的应用。
在过滤机制方面，Masoudi[10]，Murtagh[11]等人基于实验过滤压降曲线把过滤过程分为深床过滤阶段，过渡阶段和表面过滤阶段三阶段。在颗粒层的过滤效率方面，Yang[12]等人利用实验室产生的颗粒物研究单通道DPF的过滤效率，结果表明DPF对粒径在80 nm以下以及200 nm以上的颗粒有极高的捕集效率。此外，基于格子玻尔兹曼方法，Yamamoto等人模拟研究了颗粒物的流动、沉积以及利用X射线CT图像研究了颗粒的沉积，结果表明过滤压降的分布取决于非均匀孔隙结构，并且在高的排气背压下，气体流动在很大程度上改变了颗粒物的沉积。在燃烧模拟上，添加NO2可以有效促进颗粒物的氧化[13～15]。Bensaid[16]等人通过模型计算得到在过滤通道内，颗粒物跟随气流通过不均匀壁面反过来又促进了颗粒物在DPF本身内部沉积的不均匀性。同时通过FESEM(Field Emission
FBC 添加剂对发动机及DPF 的影响研究
10.16638/ki.1671-7988.2017.10.044
FBC添加剂对发动机及DPF的影响研究
陈明虎，孙泽，祝先标，许勤
（安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心，安徽 合肥 230601）
摘 要：选定一稳态工况，对比FBC添加前后发动机性能及DPF累碳量的变化。研究结果表明，添加FBC添加
剂以后，发动机动力性有明显的提高，DPF累碳量大幅降低，且FBC可有效预防DPF堵塞。
关键词：柴油机；颗粒物；颗粒捕集器（DPF）；燃油添加剂（FBC）
中图分类号：U462.1 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)10-129-03
The influence of FBC additives on engine and DPF research
Chen Minghu, Sun Ze, Zhu Xianbiao, Xu Qin
( Anhui jianghuai automobile group co., LTD. Technology center, Anhui Hefei 230601 )
Abstract: Select a steady condition,Contrast the engine performance and the amount of carbon in DPF before and after
adding the FBC Additives.The results showed that, after adding the FBC additives, Engine power has improved
significantly,the amount of carbon in DPF significantly reduced, the FBC Additives can prevent DPF to be blockaged
柴油发动机尾气后处理技术的运用研究
柴油发动机尾气后处理技术的运用研究
摘要：近年来，我国经济迅速发展，但与此同时，我国也面临着严重的环境污染问题，这是最严重的问题。为了解决一系列环境问题，主要是因为内燃机排放量低于标准，政府制定了内燃机排放标准和减少污染。为此，有关技术人员必须对柴油机进行改造，使其排气符合排放标准。本文件主要分析了SCR技术在柴油机废气处理方面的现状并分析了未来的趋势。
关键词：柴油发动机；排放；控制技术
随着社会的发展和对生产力的需求的增加，柴油发动机已成为越来越受欢迎的重要生产和运输来源。合理利用柴油发动机运行过程中产生的废气是人类和环境安全的责任这是一个重要的改进柴油机本身。随着相关标准的提高现有的EGR技术不再符合相关的排放要求SCR技术的传播和应用是科学发展的正确步骤。
1、相关概述
SCR基本原则。这一技术主要用于加热和再生时注射和修复尿素，从而能够处理物质，因此，由于加热，氮氧化物的排放转化为氮和水，以便最终达到既定的排放标准。该系统包括尿素水箱、各种测量仪器、喷雾器和相关的传感器。按照排气后工作原则，先将烟道混合，然后再配尿素，喷雾器将尿素溶液喷淋，然后尿素会在高温下分解成氨，然后在催化剂中还原为氮氧化物最后是氮，大量的氨，自然，将转换为氮。防止泄漏。这一技术的主要优点是它不会对硫磺敏感，特别是100升。然后，它的尾矿处理需要5升尿素在水溶液。该系统主要通过电池满足其基本的电力需求，只有在有电的情况下才能加热；然后，相应的阀门取代空气，以确保气体的化学反应具有一定的空间和时间。在这一系统中，污染物的排放可减少到最低限度，因此，技术人员应当能够根据系统的基本运行目标和要求合理地操作该系统。为了明确界定该系统的运作原则，必须提高其运作效率，为了确保符合目前的排放标准。然而，目前这一技术主要适用于长途卡车，这些内燃机本身费用相对较高，需要大量的安装设施因此难以在某些内燃机上使用。今后需要简化和整合其设备以确保其在各种运输工具上的使用。
国六标准下的重型柴油车排放后处理技术简析
72 1 重型柴油车的国六排放标准
随着国家“蓝天保卫战”的实施，环保升级“迫在眉
睫”，柴油车排放标准升级如同箭在弦上。2018年7月3
日，生态环境部刊发“关于发布国家污染物排放标准《重型
柴油车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》（GB 17691—2018）的公告”（以下简称“新国标”），宣布自2021
年7月1日起，所有生产、进口、销售和注册登记的重型柴油
车应符合本标准要求。之后，北京、天津、河北、山东、河
南、广东等6省市相继宣布将于2019年7月1日提前实施国六
排放标准。对于重型车而言，无论是压燃式还是气体点燃
式柴油机，要想满足史上最严苛的国六排放标准，都必须
在发动机后处理上进行大规模的技术升级。新国标中的发
动机标准循环排放限值见表1所列。
柴油机稳态工况（ESC/WHSC）下国三到国六排放标
准中最主要污染物NOx与PM限值的主要变化是：氮氧化物
（NOx）和颗粒物（PM）排放限值和国五相比分别提高了77%和67%，增加了粒子数量（PN）排放限值要求；变更了
污染物排放测试循环，发动机测试工况从欧洲稳态循环
（ESC）和欧洲瞬态循环（ETC）改为更具有代表性的世界
统一稳态循环（WHSC）和世界统一瞬态循环（WHTC）。2 柴油机排放后处理系统的含义及发展
新国标中对柴油机排放后处理系统的定义为：催化器
（氧化型催化器、三元催化转换器及任何气体催化器）、颗
粒捕集器，除氮氧系统、组合式降氮氧系统的颗粒捕集
器，以及其他各种安装在发动机下游的削减污染物的装置。
通常为了降低重型柴油车气态污染物和颗粒污染物的
排放，一般会采用以下两种方式：一是利用发动机机内净
化从根源上减少污染物的产生；二是通过增加后处理系统
尽可能地将产生的污染物通过化学反应消除掉。
对采用清洁高效的缸内燃烧控制技术，减少发动机的
原始污染物排放是发动机开发工作中最重要、最基本的工
作。利用发动机机内净化可以有效控制颗粒物的排放，能
满足国三排放法规。要满足国四、国五排放法规，必须采
柴油汽车SCR技术的应用研究
３０ 第３期 客车技术与研究 ＢＵＳ＆Ｃ０ＡＣＨ ＴＥＣＨＮｏＬ０ＧＹ ＡＮＤ ＲＥＳＥＡＲＣＨ 柴油汽车ＳＣＲ技术的应用研究 崔 勇１，２，陈靖芯 ，王 燕 ，刘蕴青ｔ （１．江苏农牧科技职业学院机电工程系，江苏泰州２２５３００；２．扬州大学机械工程学院，江苏扬州２２５００１） 摘 要：分析国内厂家采用ＳＣＲ技术满足欧Ⅳ排放的原因，介绍ＳＣＲ系统的组成和工作原理、柴油汽车 ＳＣＲ系统的应用方案，研究影响ＳＣＲ系统ＮＯ 转化效率的主要因素。 关键词：柴油汽车；选择性催化还原；排放；欧Ⅳ 中图分类号：Ｕ４６９．７４ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００６—３３３１（２０１３）０３—００３０—０３ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ＳＣＲ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｏ Ｄｉｅｓｅｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｃｕｉ Ｙｏｎｇ ，Ｃｈｅｎ Ｊｉｎｇｘｉｎ ，Ｗａｎｇ Ｙａｎ ，Ｌｉｕ Ｙｕｎｑｉｎｇ （１．Ｄｅｐａｒｔｅｍｔ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ Ａｇｒｉ－ａｎｉｍａｌ Ｈｕｓｂａｎｄｒｙ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｔａｉｚｈｏｕ ２２５３００， Ｃｈｉｎａ；２．Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｙａｎｇｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｓｉｔｙ，Ｙａｎｇｚｈｏｕ ２２５００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｍａｄｅ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ｗｈｙ ｔｈｅ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ ａｐｐｌｙ ＳＣＲ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅ ＩＶ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｓｔａｎｄａｒｄ．Ｔｈｅ ＳＣＲ ｓｙｓｔｅｍ’Ｓ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ＳＣＲ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｅｓｅｌ ｖｅｈｉｃｌｅ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｍａｊｏｒ ｆａｃｔｏｒｓ ａｆｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ＮＯｘ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ＳＣＲ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ｒｅ— ｓｅａｒｃｈｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｉｅｓｅｌ ｖｅｈｉｃｌｅ；ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ（ＳＣＲ）；ｅｘｈａｕｓｔ ｅｍｉｓｓｉｏｎ；Ｅｕｒｏｐｅ ＩＶ １ 概述 柴油汽车的主要排放物有ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ及颗粒 物，其中ＮＯｘ为对环境和人体健康影响较大的有害气 体之一。因此，如何降低柴油机污染物排放的研究显得 尤为重要。从文献【１】中可以看出，欧Ⅳ／欧Ｖ标准对氮氧 化物和颗粒物提出了更高的要求。 从欧Ⅱ到欧Ⅲ，对发动机进行改进，如采取中冷系统， 将机械喷射系统换为电控高压喷射系统，便可以使排放值 达到标准要求。从欧Ⅲ到欧Ⅳ，如果仅仅对发动机内部参 数进行优化，虽可以降低排放，却不足以满足欧Ⅳ标准，因 此，需要增加其他技术，以达到更为严格的排放指标。 目前实现欧Ⅳ排放标准主要有两条技术路线：一是 优化燃烧＋ＳＣＲ路线，先通过喷射系统优化和喷射定时 提前来降低碳烟微粒含量，再用ＳＣＲ技术降低ＮＯｘ排 放［２－３１；二是ＥＧＲ＋ＤＰＦ路线，即先通过废气再循环降低 ＮＯｘ的成份，再利用颗粒捕集器搜集因使用ＥＧＲ而略 有增加的碳烟微粒 。 采用优化燃烧＋ＳＣＲ路线对原欧Ⅲ发动机结构不作 改动，燃油经济ｌ生较好，对柴油喷射压力要求较低，对尾气 中的硫不敏感。但需要在汽车上安装尿素储存箱和催化反 应器，系统的整体布置占用较大的车内空间，同时后续催 化剂的补给需要加油站或其他社会配套设施提 ５＿ｑ。 采用ＥＧＲ＋ＤＰＦ路线的柴油发动机改动较大，同时 油耗增加（见图１），对柴油中的硫也比较敏感。优点是 该路线系统体积较小，也不需要催化剂供应设施。 ｌ２Ｏ １００ ８０ ６０ ４０ ２０
柴油车微粒捕集器过滤材料研究进展
・２８・ 材料导报 ２００２年６月第１ ６卷第６期 柴油车微粒捕集器过滤材料研究进展 吴晓东 翁 端 陈华鹏徐鲁华 （清华大学材料科学与工程系，北京１０００８４） 摘要 论述了几种类型过遗材料的特性度在柴油丰微拉捕集器中的应用状况，分析了过滤材料面临的几个主 要问题，并展望了＃应用前菁 关键词 柴油机排气颗粒物过滤材料 Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ０１１ Ｆｉｌｔｅｒ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ Ｄｉｅｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｔｒａｐ ＷＵ Ｘｉａｏｄｏｎｇ ＷＥＮＧ Ｄｕａｎ ＣＨＥＮ Ｈｕａｐｅｎｇ ＸＵ Ｌｕｈｕａ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｔＴｓｉｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｍｇ １０００８４） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ａ ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｏｍｅ ｆｉｌｔｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ ｄｉｅ ｌ ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｔｒａｐ ｉ ｓ ｇｉｖｅｎ－Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｆｏｒ ｔｈｅｓｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｌｓ ｆｏｒｅｃａｓｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｄｉｅｓｅｌ ｅｘｈａｕｓｔ，ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｍａｔｅｒ，ｌｉｌｔｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ０引言 柴油机排气微粒是未完全燃烧的固体碳颗粒（碳烟）及其 表面吸附的硫酸盐、金属氧化物和碳氢化合物，尤其是微细粒 子以及有致癌突变作用的多环芳烃，会对环境和人体健康造 成极大的危害 为此世界各国近年来加强了对柴油车排放污 染的控制 微粒捕集器是一种有效的后处理技术，安装在柴油 发动机捧气管路上，捧气通过时颗粒物被过滤体捕集，并堆积 在过滤体内 随着颗粒物堆积量增多，发动机背压将上升，影 响柴油机的正常工作．用燃烧等方法将过滤体内堆积的颗粒 物ｆ韩去，即将过滤体再生。微粒捕集器的关键技术包括过滤材 料和再生技术的选择。目前国内外研究和应用的过滤材料有 陶瓷基 垒属基和复合基三大类。本文介绍了这些过滤材料的 特性以及在微粒捕集方面的研究进展、存在问题和发展趋势 １ 过滤材料的要求及其结构形式 过滤材料的结｛匈与性能对整个微粒捕集系统的性能（如 压力降、传热和传质特性、强度和过滤效率）有很大的影响。柴 油车微粒捕集器对其过滤材料的要求如下： （１）具有优良的颗粒物捕集性能，产生的排气压力损失不 影响发动机性能。 ０）对车辆运行时及燃烧再生时的温度变化，具有抗高温 氧化性的耐热冲击性。 （３）具备车辆搭载时优良的机械强度及车辆运行时优良 的抗振动性能 （４）对不同捧气成分和微粒上的吸附物，具有抗腐蚀性 能。 （５）适宜的再生形式和高的再生效率，如催化再生、电加 热再生等。 正常条件下碳烟燃烧的温度超过５５０。Ｃ，而柴油车排气温 度在１８０￣３５０￣Ｃ・颗粒物的堆积会导致难以忍受的背压损失。 因此发展了多种多样的再生技术，近年来的热点是在过滤材 料上负载氧化型催化剂，捕集的同时促进微粒的燃烧，目的是 将起燃温度降低到２５０￣３５０￣Ｃ，使大多数碳烟在柴油车排气 温度下就被烧掉，避免再生过程中大量碳烟燃烧而导致过滤 材料局部过热融化或破裂ｕ一］ 影响催化再生的一个关键因 素是尽可能扩大催化剂与碳烟的接触面积，这对于表面过滤 机理的壁流式蜂窝体会产生过度的背压损失，而深床过滤机 理的泡沫式或纤维毡式过滤材料则具有更好的接触机会 ：。 从最早的堇青石蜂窝陶瓷 到现在拥有壁流式、泡沫式和纤 维毡式等多种结｛匈和陶瓷基 金属基、复合基多种成分，２０多 年来ｔ过滤材料以其性能的不断改进满足了全世界对柴油车 微粒捕集器日益严格的要求 ２过滤材料的研究与应用 ２．１陶瓷基过滤材料 目前研究和应用最多的是陶瓷基过滤材料，通常由氧化 物或者碳化物组成，在７００。Ｃ以上能保持热稳定。与工程陶瓷 材料不同的是．它们通常是多孔结构，比表面积大于Ｉｍ ， 主要结构形式包括蜂窝陶瓷、泡沫陶瓷 及陶瓷纤维毡 （１）蜂窝陶瓷 陶瓷蜂窝体孔道的入口和出口交叉封死，制成壁流式过 滤体，如图ｌｔｔ］所示。由于堇青石（２ＭｇＯ－２Ａ１２Ｏｌ・５ＳｉＯ２）的热 膨胀系数低．造价低廉，这种过滤材料开发最早，使用最广，微 粒捕集效率通常可达到９０ 。近年来在制造技术上取得明显 突破，蜂窝壁厚减薄，开口横截面积增大，从而降低了背压损 ＊基金来源：国家自然科学基，￣（（５０１７２０２９）资助项目 莆端：通讯联系人，男．４４岁，教授，清华大学材料科学与工程系，北京１０００８４