科目：
- 一般
- 煙灰顆粒的來源
- 微粒過濾器的操作
- 自生顆粒過濾器
- 半開放式顆粒過濾器
- 柴油引擎排出的廢氣
整體：
柴油引擎上使用顆粒過濾器。 顆粒過濾器的目的是讓廢氣通過並保留煙灰顆粒。 如今，新車中的每台柴油引擎都配備了顆粒過濾器，以滿足嚴格的環境要求。 在一些大城市，沒有顆粒過濾器的「骯髒」柴油車和沒有觸媒轉換器的汽油車已經被禁止行駛。
煙塵顆粒的來源：
柴油引擎燃燒過程中總是會產生煙灰微粒。 煙灰是不完全燃燒的標誌。 煙灰顆粒為小碳球，其核心為純碳，直徑約 0,05 微毫米。 某些有害物質，包括碳氫化合物、硫和金屬氧化物，附著在這種碳的核心上。 有些碳氫化合物可能有害健康。
碳煙顆粒的形成和數量主要取決於引擎的使用、供氣、噴射和燃燒。 特別是當氧氣短缺時，由於混合氣太濃，燃燒不完全，煙灰排放量增加。 晶片調諧也可能是煙灰排放過多的一個原因。
在具有渦流室的間接噴射柴油引擎、直噴引擎、共軌引擎和單體噴射引擎中，煙灰顆粒的尺寸實際上是相同的。
微粒過濾器的操作：
顆粒過濾器由裝在金屬外殼中的由碳化矽製成的蜂窩狀陶瓷體組成。 陶瓷體由許多平行的微觀通道組成，這些通道在一側交替封閉。
當廢氣流過顆粒過濾器時，顆粒被保留在入口通道中，而廢氣的其他氣體成分則穿過過濾器的多孔壁。
自生顆粒過濾器：
自生微粒過濾器可阻擋引擎排放的約 90% 的煙灰。 由於許多煙塵顆粒殘留在自生顆粒過濾器中，一段時間後，如果不採取措施，就會發生堵塞。 為了防止這種情況發生，必須定期（每 200-1000 公里）對過濾器進行再生。 這稱為「再生過程」。 這意味著累積的煙灰顆粒被燃燒。 燃燒時，顆粒轉化為無害物質二氧化碳和水。 對於沒有催化塗層的顆粒過濾器來說，煙灰顆粒的燃燒溫度至少為 600°C，但廢氣通常溫度不夠高。 為了燃燒煙灰顆粒，可以使用以下方法：
- 催化塗層的顆粒過濾器：
這種類型的顆粒過濾器具有催化塗層，可以在 250°C 的溫度下燃燒煙灰顆粒。 不過，微粒過濾器必須盡可能靠近引擎放置，否則會損失大量熱量。 這種再生方法尤其適用於半開放式和連續再生的顆粒過濾器。 - 使用氧化催化劑：使用氧化催化劑，廢氣中的氮氧化物部分轉化為二氧化氮。 這種二氧化氮非常活潑，這意味著煙灰更容易點燃，因此溫度較低。 因此，氧化催化劑總是放置在顆粒過濾器之前，通常甚至緊接在排氣歧管之後。 有時甚至會安裝 2 個這樣的催化劑。 （見圖）
- 外部加熱：透過在排氣中放置輝光線圈或燃油噴射器，可以達到點燃煙灰顆粒所需的溫度。 這是透過引擎控制單元控制的。 這會記錄過濾器前後壓差感測器測量的值，表示顆粒過濾器開始變滿。
- 附加燃油噴射：透過在排氣沖程時為噴嘴添加額外的燃油，使廢氣溫度升高，從而可以實現再生。
半開放式顆粒過濾器：
半開放式顆粒過濾器專為未標準配備顆粒過濾器的汽車而設計。 因此，這種類型的顆粒過濾器是事後安裝的。 半開放式顆粒過濾器的數量越來越少，因為現在所有新車都標配了顆粒過濾器。
半開放式顆粒過濾器具有開放式結構，可讓廢氣不受阻礙地流過過濾器。 有些煙灰顆粒確實附著在牆壁上。 過濾器內部有觸媒塗層，可以在低溫下再生（燃燒）煙灰顆粒。 再生在高溫下持續進行。 如果過濾器時常預熱，則過濾器堵塞的可能性很小。 主要缺點是在最佳條件下最多只能減少 60% 的排放量，而在次優條件下（正常使用期間經常出現的情況）的排放量只能減少 30%。
柴油引擎排出的廢氣：
在右圖和下面的說明中，您可以看到柴油引擎的廢氣的成分。
- 67% 氮氣 (N2)
- 12% 二氧化碳 (CO2)
- 11% 水 (H2O)
- 10% 氧氣
- 0,3%其他物質，包括煙灰顆粒（PM）、碳氫化合物（HC）、氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）。
為了減少氮氧化物排放，柴油引擎越來越多地使用一種 帶有 AdBlue 計量系統的 SCR 催化劑.
