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创造更清洁的二冲程发动机 |
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作者：GEO2 Technologies公司 Robert K. Miller 来源：Ringer |
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随着二冲程发动机中颗粒物质的排放越来越高，高温过滤和化学反应堆应用的设计者GEO2 Technologies公司决定设计并试验一种可以消除这种排放的过滤器。
将小型摩托车看作一种快速小巧的交通工具，特别是在大型的交通拥挤的城市，人们对它的热爱就像房主对快速方便的院落清洁工具的喜爱一样。这就增加了全球对二冲程发动机的需求。在全世界，有2亿多台二冲程发动机在用，每年还要生产3000亿多台。尽管他们在全世界被广泛使用，但就排放量来说，二冲程发动机是限制最少的发动机。它们多用于低成本的应用中，需要高稳定性和维修的便捷性。
在对二冲程发动机排放有限制的国家，法规也仅仅是关注气体排放，例如一氧化碳（CO）、氮化物（NOx）和碳氢化合物（HC）。颗粒物质（PM）在二冲程发动机中的排放是很高的，但只在某些国家有限制。
将二冲程发动机的使用与当前的法规相比较，结果很明显，这种发动机由于其成本低、设计简单而被广泛应用，但它们的排放会严重损害健康和环境。这种影响是由于二冲程燃烧过程会产生大量的为完全燃烧的燃料，并通过发动机释放到环境中。
GEO2说，他们证实了CLM滤清器在Piaggio的50cc二冲程摩托车上的排放性能和耐久性。
与草坪和花园设备一样，小型摩托车的废气通常在非常靠近骑行者脸部的地方排放。这会使用户吸入大量或高浓度的有害废气污染物。目前，许多制造商在二冲程发动机中使用一种金属泡沫滤清器来减少颗粒物质。但是，这种滤清器效率较低，时间一长，它的结构会导致颗粒物质积聚，并转移到环境中。为了满足一日严峻的法规要求，降低健康和环境风险，该行业需要一种新型高效的滤清器。
陶瓷滤清器技术
GEO2 Technologies决定解决二冲程发动机的排放问题，设计了一种高过滤效率（99%）的滤清器GEO2-Stroke™，该公司称这种滤清器消除了颗粒物质，且没有影响发动机性能或其他有限制的排放。GEO2滤清器的构造是基于该公司专利的交联微结构CLM™，包括100-300孔/平方英寸的蜂窝材料，壁厚在10 mm-50 mm之间。这种独特的蜂窝结构适用于多种形状，包括正方形、圆形和三角形。据GEO2介绍，由于采用了多孔的CLM，他们的陶瓷滤清器的背压低于市场上许多陶瓷滤清器背压的二分之一，同时保持了捕集效率和机械强度。GEO2还说，这种处理能力还可以控制孔径大小、孔隙率、渗透性以及微观和宏观几何形状，以便与多种应用相配。
该CLM滤清器原本是为了柴油机颗粒过滤而设计的，为的是解决汽车行业的类似问题，但其在二冲程发动机中同样有效。传统的柴油机颗粒过滤是以粉末烧结材料为基础的，在二冲程发动机上测试后发现，由于过滤限制多，耐久性差，作用很有限。二冲程发动机释放的高浓度CO和HC会师的催化剂出口温度达到800℃。这种高温加上二冲程作用中的高振动水平，导致了发动机的热-机械故障。
提高陶瓷材料耐久性的需求，需要开发昂贵的编制材料。CLM的结构克服了成本和耐久性的挑战，与现有的其他技术不同，使用纤维替代粉末作为原材料。CLM滤清器具有较高的孔隙率和较高的强度，工程师和制造商能够以较低的成本，将GEO2 CLM基材应用于二冲程发动机普遍存在的恶劣条件中。该公司说，GEO2的技术为二冲程发动机带来的好处包括耐久性、尺寸紧凑、高效率和低成本，但避免了常见的健康和环境风险。
减少污染
直到现在，通过使用催化转化器改善燃烧和废气处理过程，二冲程发动机气体污染物的减少已经在很大程度上得以解决。传统的二冲程催化转化器包括催化涂敷金属板和金属网。尽管这些材料可以减少一些颗粒物质的排放，但它们与颗粒物质滤清器一样效率较低。而GEO2的CLM柴油机颗粒滤清器（DPF）具有很高的过滤效率，目前用于商业化的柴油发动机中。
GEO2 Technologies公司的GEO2-Stroke™滤清器系列。
进行测试
GEO2说，他们在一台Piaggio50cc二冲程摩托车和一台29ccHusqvarna鼓风机上，证明了CLM滤清器的排放性能和耐久性。
该公司称，实验结果表明，50cc的摩托车排放的颗粒物质大约是柴油机驱动的货车的50倍。在一台25cc的二冲程鼓风机上进行的类似试验显示，一台鼓风机释放的颗粒物质是柴油机驱动的货车的200倍以上。另外，二冲程发动机产生了高浓度的有害克里，包括金属氧化物。采用GEO2的CLM滤清器后，两台发动机的颗粒物质排放和废气排放都大大减少。据报道，所测得的发动机颗粒物质排放量减少了98%之上，而且没有影响发动机性能和功率输出。
在模拟的工作条件下，GEO2还在Piaggio摩托车上完成了1000米的功率试验，以证明长期耐久性。实验过程中，CLM滤清器中的过滤器容尘量超过了10g/l，性能没有损失，排气系统的限制也没有增加。测试结果表明，GEO2的CLM具有较高的过滤效率和较低的背压优势。基于这些结果，GEO2针对CLM滤清器取代催化剂的成本，继续进行了一项商业调查。分析指出，只需增加少量成本，制造商就可以提供带有CLM滤清器的清洁的二冲程发动机，同时消除了它们对健康的不利影响。另外，现有的二冲程发动机可以使用这种技术加以改进更新，减少排放。意大利立法规定，购买新型清洁摩托车将得到300欧元的奖励，GEO2认为这是一种很经济的技术途径。
该公司的研究表明，二冲程机器制造商对诸如GEO2的技术是有需求的，采用合适的过滤设备不仅可以给消费者也可以给制造商带来好处，大大减少有害物质的排放。(end)
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(8/8/2010) |
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佳工网友 车家茂
(Email)
于5/27/2013 4:38:00 PM评论说：
(电话：18387527109)
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佳工网友 车家茂
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于5/7/2012 2:25:00 PM评论说：
(电话：0692-6161409)
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佳工网友 车家茂
(Email)
于4/28/2012 12:04:00 PM评论说：
(电话：（0692）6161409)
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