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歐盟引入直噴(GDI)發(fā)動機的顆粒數(shù)(PN)限值,始于2014年9月的歐六排放法規(guī),采用新歐洲行駛循環(huán)(NEDC)的PN限值為6×1011/km。2017年9月,隨著更嚴苛的統(tǒng)一輕型車輛測試循環(huán)(WLTC)和實際行駛循環(huán)(RDE)工況的引入,該法規(guī)變得更加嚴格。WLTC工況試驗結(jié)果顯示,未安裝機顆粒捕集器(GPF)的大多數(shù)車輛,其PN排放量超過了排放限值。因此,對于不同的發(fā)動機顆粒物排放水平,GPF需要有1個低的過濾效率,以滿足現(xiàn)有排放限值法規(guī)。

所謂的“二合一(TwoinOne)”技術就是把SCR催化劑涂敷在DPF載體內(nèi),集SCR和DPF的功能于一體,這樣能有效降低成本,并減少系統(tǒng)的安裝空間。然而,跟傳統(tǒng)的基于CDPF再生技術和基于FBC再生技術的DPF結(jié)構(gòu)相比,基于“二合一”技術的DPF需要更大孔隙率和平均孔直徑。由于基于FBC再生技術,顆粒捕集器多少錢,放熱速度快,對DPF的熱沖擊比較大。對于這一情況,一般通過減少目數(shù),增加壁厚,以及減少孔隙率和平均孔直徑等設計手段來增加DPF的熱容量,從而減少其在“發(fā)動機進入怠速運行(DropinIdle)”情況下的高溫度和溫度梯度。

傳統(tǒng)壁流式DPF孔是方形孔結(jié)構(gòu),并交叉堵孔,迫使氣流流經(jīng)過濾壁面,顆粒集在壁內(nèi)部孔表面上(深層過濾)和壁表面上,形成一層碳煙過濾層。當碳煙負載量較多時,表層過濾將會是影響DPF壓力損失的主要因素,因而增加DPF的有效過濾面積,在同等的碳煙量情況下,累積在DPF過濾壁面上的碳煙厚度將減??;另外,提高DPF入口的開孔率,能有效提高DPF的過濾容積,加強DPF的灰分儲存能力,延長清灰里程。


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