①被動帶催化型柴油顆粒過濾器PDPF(Passive Diesel Particle Filter)

　　PDPF可以降低PM排放85%左右，可以降低HC和CO排放60%~90%。

　　主動和被動顆粒過濾器的大部分部件都可以通用，但是也有一些關(guan) 鍵差別。PDPF將一個(ge) 氧化催化器與(yu) 多孔陶瓷、燒結金屬材料或者金剛砂過濾器一起集成到一個(ge) 類似於(yu) 消音器排氣管的金屬容器中。

　　PDPF有很多種類設計，典型的有兩(liang) 類：一是采用一個(ge) 單獨的流通式(flow-through)催化器芯(實際上就是一個(ge) DOC)與(yu) 一個(ge) 非催化過濾器串聯；二是采用將催化劑直接塗到過濾器中的方式。不管哪種方式，PDPF外形就像一個(ge) 典型的消音器。

　　尾氣中的氣態部分從(cong) 過濾器的多孔牆壁流過，而固態PM顆粒被牆體(ti) 捕捉。在常規的柴油機排氣溫度下，催化器可以促進被捕捉到的顆粒的氧化，生成氣態CO2和水排到空氣中。催化器也可以氧化尾氣中氣態的VOC和CO，就像典型DOC或者直通式過濾器FTF(flow-through filter)。

　　PDPF需要尾氣的最低溫度為(wei) 250~290℃，在此溫度下需要大約35%的時間來氧化所捕捉到的顆粒物。這在大多數的車用發動機上很容易實現，但是在一些特定的發動機和負荷循環下，發動機的尾氣溫度不足以讓PDPF有效工作。通常，PDPF用於(yu) 柴油發動機大部分時間處於(yu) 高負荷的汽車上。

　　②主動無催化型柴油顆粒過濾器ADPF(Active Diesel Particle Filter)

　　ADPF可以降低PM排放85%左右，可以降低HC和CO排放10%~20%。

　　ADPF也是采用一個(ge) 多孔的過濾器來捕捉尾氣中的顆粒。但是，為(wei) 了適應更寬的負荷循環條件，ADPF還采用了一個(ge) 主動係統來提高過濾器內(nei) 部溫度。

　　提高過濾器溫度的最常用方法是往尾氣流中噴射額外數量燃料，噴射點在發動機排氣歧管後麵和過濾器前麵。當這些燃料燃燒時，尾氣的溫度就升高了。

　　目前已經有一種實現商用的ADPF，這種裝置將一個(ge) 電加熱單元置入過濾器中，當汽車行駛時，過濾器連續捕捉PM。晚上駐車時，駕駛員必須將電加熱單元的插頭接到電源上，用電產(chan) 生足夠的熱量，在幾個(ge) 小時內(nei) 將搜集到的顆粒燒掉。

　　由於(yu) 這種技術提高了尾氣溫度，ADPF可以應用於(yu) 更多用途的發動機和更廣的負荷循環。

　　(3)顆粒氧化催化器POC(Particulate Oxidation Catalysts)

　　POC又稱分流式過濾器(Partial Flow Filter)，可以降低PM排放50%~70%，可以降低HC和CO排放60%以上。

　　POC是一種沒有堵塞現象的柴油顆粒過濾器，可以在比傳(chuan) 統柴油顆粒過濾器背壓更低的前提下，高效地降低柴油顆粒物質排放。這種技術可以用於(yu) 許多無法使用DPF的地方，如輕負荷條件和舊的柴油機。其一般要求燃料硫含量在50ppm下應用，最好在15ppm以下。

　　柴油氧化催化器(DOC)和柴油顆粒過濾器(DPF)技術已經十分成熟。然而，由於(yu) 其天生的技術特性，兩(liang) 種技術的應用都有一定局限。一般典型的DOC可以應用於(yu) 幾乎所有的重型柴油機，並且可以降低20%~30%的顆粒物質量，但不能明顯降低顆粒物的個(ge) 數。另一方麵，DPF可以有效地降低顆粒物排放：質量的90%以上，數量的99%以上。不幸的是，被動再生DPF應用受到局限，因為(wei) 該類過濾器的再生受限於(yu) 發動機排出的尾氣中NOx與(yu) PM的比例以及尾氣溫度。由於(yu) 這個(ge) 原因，被動DPF不能廣泛地用於(yu) 舊的未達標發動機。

　　分流式過濾器POC正好填補了這一空白。這種裝置將DOC與(yu) 一種獨特的過濾技術合二為(wei) 一，可以將PM排放降低77%。這一技術同時具有直通式(flow through)催化塗層的優(you) 點和壁流式(wall flow)過濾器的優(you) 點，將發動機排出尾氣中的一部分PM捕捉起來，而沒有必要全部捕捉，因此，可以實現降低PM排放而不造成過濾器堵塞。由於(yu) 該技術的直通(flow through)特點，故盡管超過過濾器能力的多餘(yu) PM沒有被捕捉到，但因尾氣可以連續地流動而不會(hui) 明顯地增加過濾器背壓。這種係統也可應用於(yu) 被動DPF前來氧化一部分PM，從(cong) 而使得該被動再生係統效率更高。除此之外，該過濾器不會(hui) 積累大量的潤滑油灰燼(Ash)，這一優(you) 點可以延長過濾器的定期灰燼(Ash)清潔維護周期。

　　3.“EGR + ”路線的幾種後處理解決(jue) 方案

　　(1)EGR+DOC方案

　　即冷卻EGR加上柴油氧化催化轉換器DOC的技術方案。在歐洲，斯堪尼亞(ya) 在滿足歐IV排放標準技術路線時采用了這一方案。而曼的歐V款4.6L和7L發動機采用的EGR+Oxi-Kat方案中的Oxi-Kat實際上就是DOC，用它取代歐IV款發動機所用的PM-Kat，這是因為(wei) 曼的歐V發動機采用了更高的燃油噴射壓力和複雜的渦輪增壓技術，使得PM排放在發動機內(nei) 部得到降低，隻需要用一個(ge) 氧化催化器輔助降低NOx和其他排放即可。該方案需要燃油噴射壓力超過2200bar，需要優(you) 化燃燒室，采用高級燃燒技術。

　　(2) EGR(+DOC)+DPF方案

　　此方案通常有冷卻EGR加上主動再生和被動再生顆粒過濾器DPF的兩(liang) 種技術方案。EGR(+DOC)+ADPF典型的應用實例有：美國Navistar公司的Maxxforce發動機，在滿足EPA2007和EPA2010排放標準時都采用EGR+DOC+ADPF方案；美國康明斯在滿足EPA2007法規時也采用了這一方案。

　　EGR(+DOC)+PDPF在1999年首次使用，因過濾器內(nei) 的催化劑促進了再生，而DOC則降低了CO、HC和NOx排放，故這一方案擴大了被動再生係統的應用範圍，降低了係統的複雜性。單獨采用PDPF的技術解決(jue) 方案也是當今很多OEM的做法，其可以大大降低係統的複雜性和成本。

　　總體(ti) 來看，美國重型車製造商在滿足EPA2007排放法規時幾乎都采用EGR+DPF路線，除了上麵提到的兩(liang) 家外，還有如Mack卡車、沃爾沃北美、FREIGHTLINER/DDC和卡特彼勒都是如此。

　　在曼的EEV客車發動機係列中，我們(men) 還可以見到一種名為(wei) EGR+CRT的排放控製技術，CRT為(wei) 英文Continuously Regenerating Trap System，對應中文應為(wei) 連續再生顆粒捕捉係統。CRT實際上就是一種被動再生顆粒過濾器，即前麵提到的PDPF。它是由一家EmiNOx公司生產(chan) 的。

　　如果采用EGR(+DOC)+DPF這一技術路線從(cong) 歐Ⅲ過渡到歐IV，發動機一般需要進行以下改動：①提高EGR性能，發動機全負荷運行時EGR率須達到15%以上；②汽車冷卻係統需要改進；③最高爆發壓力增加高達190~195bar，須對發動機強化；④燃油噴射壓力須提高至1800bar以上。

　　其次，EGR(+DOC)+DPF方案不適合頻繁停車起動操作，因為(wei) 此時發動機排溫不可能達到300℃，廢氣中的黑煙無法在顆粒過濾器中燃燒，同時還存在過濾器堵塞的危險。它更適合發動機排氣溫度高而且比較穩定的長途運輸使用。

　　最後，為(wei) 使EGR更有效，EGR冷卻係統和散熱器必須比普通的大很多，甚至大於(yu) SCR路線中尿素箱的尺寸，可目前大多數發動機為(wei) 了減少噪聲不斷進行空間壓縮，這增加了冷卻問題的解決(jue) 難度。同時試驗表明在歐Ⅳ發動機中使用EGR的燃油效率不如SCR。而且這種路線對燃油品質的要求更高，要求硫含量達到低於(yu) 50×10-6的水平，理想情況要求達到10×10-6~15×10-6的水平，這對於(yu) 我國的石油工業(ye) 要在短期內(nei) 達到顯然不太現實。另外，如果要在柴油機上實現微粒捕集器的再生，一般需要附加能源，例如用燃燒器加熱、電阻加熱或微波加熱，這些也在一定程度上增加了這一路線的油耗和係統成本。

　　正因為(wei) 這些原因，目前我國許多生產(chan) 廠商反對采用EGR(+DOC)+DPF方案。當然，這並不意味著今後也不會(hui) 采用。

　　(3)EGR(+DOC)+POC方案

　　冷卻EGR加上分流過濾器POC也是一種常見的方案。在歐洲，曼已經采用這一技術路線。其特點是：①顆粒物排放控製效率50%以上；②該係統是完全被動再生係統，不需要強製再生，不需要ECU控製，也不需要附加裝置；③對煙灰不敏感，發動機產(chan) 生的煙灰可以直接從(cong) POC中通過。

　　曼的所有歐IV發動機和多數歐V發動機都采用這一方案，曼稱之為(wei) EGR+PM-Kat方案。PM-Kat實際上就是將DOC與(yu) POC集於(yu) 一體(ti) 而已。