电再生过滤器

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摘要柴油过滤器的电再生可在船上和各种船外配置中进行。通过与汽车电源相连的电加热器进行车载再生,给汽车电气系统增加了显著的额外负载。部分流布局或热空气再生更节能。过滤系统也已经被开发,必须连接到外部电源或从车辆上移除,以进行舷外再生。

电动再生

能量沉积方法

再生柴油颗粒过滤器需要能量输入,以增加在废气中存在的过滤器和氧(和/或/或其他氧化剂)中累积的烟灰之间的反应区内的温度。通常,能量可以将其供应到废气,到过滤基板,直接到积聚的烟灰,或通过上述组合。由于反应区中的能量利用程度不同,这些不同的方法可以显示不同的能量效率,而不是热损失。电力提供可能在其他形式的能量之间的灵活性,并且可以以多种方式应用:

使用电加热器来增加废气或用于再生的空气流的温度是触发烟灰升起柴油过滤器的再生的相对简单的方法。它可以与各种过滤器基板一起使用。在利用系统中墙面流动整体过滤器,加热器通常放置在过滤衬底的上游。根据过滤介质的不同,电加热器也可以作为过滤器的组成部分;在这种情况下,沉积的能量可以在流动的气体和过滤介质之间按不同的比例分割。

系统分类

根据系统配置和电源来源,电再生滤波器可分为三组:

车载再生系统,再生所需的能量来自汽车的电力系统。这是唯一实用的过滤系统的概念,适用于公路车辆,如卡车和公共汽车。机载再生系统的主要问题是能源消耗。加热器所需要的能量给汽车的电气系统增加了额外的负载,并带来了额外的燃料消耗。在发动机额定功率的每1马力下,将废气温度提高1°C所需的热量可以如下估算:

在电动DPF最简单的概念中,也就是所谓的“全流”系统中,整个排气流都是加热的,因此过滤器的入口温度达到550-700°C左右,这可能需要氧化烟灰。将100马力发动机的整个废气流加热100°C所需的电能为100×100×1.43 = 14.3 kW或19.2 hp。假设发动机轴上的机械能转化为电能的效率为50%,那么发动机输出功率的38.2 hp(近40%)将被过滤系统消耗。实际上,100°C的温度升高不足以重新生成过滤器。很容易计算出,将废气温度提高250°C,将要求发动机输出的机械功率约100%转化为电能,并由加热器消耗。换句话说,在再生过程中,微粒过滤系统消耗的功率可能不少于发动机的额定输出功率。显然,全流量电再生系统是不可行的。即使在较低的发动机转速下进行再生,全流量系统的能量需求也不能降低到现实水平。

当热气体从尾管的高流速排出时,全流过滤器消耗的大多数能量丢失。为了最大限度地减少能耗,一些板载再生系统利用部分流量布局或热空气再生。在部分流动系统中,只有一部分废气流用于再生,而大多数气体绕过过滤器。在热空气系统中,专用鼓风机提供再生空气,而废气在再生期间绕过过滤器。如果需要废气过滤超过100%的车辆工作时间,部分流动和热空气系统需要双滤波器单元,因此可以在过滤器和再生模式之间切换流动。

岸电系统要求滤波器系统连接到外部电源,例如车库或维护商店中的壁电源插座,用于再生。因此,该车辆被固定在再生循环的持续时间内。岸电再生系统适用于车队,方便进入外部电源,例如,在建筑工地内操作的施工车辆。在大多数公路车辆上,这种类型的系统是不可能使用的,或者至少非常不方便。

岸电力系统的几种变型是可能的。在大多数情况下,过滤器被热空气再生,但是使用车辆的废气,而怠速也是可能的。如果使用热空气,则“纯”岸电源配置中的鼓风机和加热器是板载过滤系统的一部分。此配置(如图4所示)提供了最便携布,作为所需的唯一外部连接是电力。在一些系统中,某些部件被移动到外壳再生单元。例如,加热器可以是车载过滤器的一部分,但鼓风机可以位于板上。在这种情况下,需要为再生持续时间进行电源线和空气软管连接。将部件移动到外部再生单元允许在车辆上节省空间。如果更多的车辆可以共享相同的再生单元,则可以节省成本节省。然而,这种系统的使用甚至更加灵活,并且在大多数情况下,限于一个设施内的短程车队,例如,例如,在仓库中操作的柴油叉车队。

场外的系统从车辆中取出颗粒过滤器并放置在用于再生的外壳单元中。如果有备用过滤器可用,则可以将烟灰升降滤波器快速替换,允许较少的设备停机,而不是岸电力系统的情况,但在更高的维护强度的成本上。

岸上电力和船外系统需要大量的维护,它们的正常运行取决于车辆操作员的及时干预,他们必须启动再生。这些都是这些类型的过滤器的根本缺点,它们吸引了用户以及发动机和汽车制造商的正确批评[844].为了获得认可,微粒过滤系统必须是完全自动化的,与汽车动力系统集成,并且对车辆操作员来说是“隐形的”。

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