Caracterización de la Carga de Hollín y la Eficiencia de Filtración de un Filtro de Partículas de Gasolina con Sensor Fotoacústico y Sistemas de Conteo de Número de Partículas
Autores: Nakamura, Kazuki; Sugaya, Yuta; Yamaguchi, Kyohei; Kusaka, Jin; Arndt, Michael; Dardiotis, Christos
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Caracterización de la Carga de Hollín y la Eficiencia de Filtración de un Filtro de Partículas de Gasolina con Sensor Fotoacústico y Sistemas de Conteo de Número de Partículas
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Filtro de partículas de gasolina
Rendimiento del GPF
Caída de presión
Carga de hollín
Eficiencia de filtración
Regulaciones de emisiones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 13
Citaciones: Sin citaciones
Una operación óptima de un filtro de partículas de gasolina (GPF) para un vehículo de inyección directa de gasolina en términos de su rendimiento de caída de presión, carga de hollín y eficiencia de filtración se vuelve inevitable para cumplir con las próximas regulaciones de emisiones. Este documento propone una metodología para caracterizar el rendimiento del GPF para la validación de modelos de simulación para estrategias de operación más precisas junto con los requisitos legislativos futuros. La viabilidad se examinó a través de experimentos con muestras de GPF en miniatura utilizando un generador de partículas sintéticas. En primer lugar, la permeabilidad de las paredes del GPF se estimó en 6.9 +/- 1.5 x 10 m mediante un modelo de descriptor de resistencia al flujo, que estaba en buena concordancia con su estructura de poros. En segundo lugar, los sistemas de sensores fotoacústicos indicaron la acumulación de hollín dentro de los GPF en tiempo real gracias a correlaciones lineales entre las señales de los sensores y las concentraciones de masa de hollín en los gases de escape. En tercer lugar, los sistemas de conteo de número de partículas que cumplían con los respectivos requisitos técnicos regulatorios exhibieron eficiencias de filtración resueltas en el tiempo de los GPF en conjunto con las emisiones de número de partículas sólidas cuyo diámetro era mayor de 10 nm y 23 nm. Las eficiencias de filtración en un estado limpio del GPF fueron 0.78 y 0.77, respectivamente. La ligera diferencia podría explicarse por la difusión browniana y la interceptación para la filtración de partículas.
Descripción
Una operación óptima de un filtro de partículas de gasolina (GPF) para un vehículo de inyección directa de gasolina en términos de su rendimiento de caída de presión, carga de hollín y eficiencia de filtración se vuelve inevitable para cumplir con las próximas regulaciones de emisiones. Este documento propone una metodología para caracterizar el rendimiento del GPF para la validación de modelos de simulación para estrategias de operación más precisas junto con los requisitos legislativos futuros. La viabilidad se examinó a través de experimentos con muestras de GPF en miniatura utilizando un generador de partículas sintéticas. En primer lugar, la permeabilidad de las paredes del GPF se estimó en 6.9 +/- 1.5 x 10 m mediante un modelo de descriptor de resistencia al flujo, que estaba en buena concordancia con su estructura de poros. En segundo lugar, los sistemas de sensores fotoacústicos indicaron la acumulación de hollín dentro de los GPF en tiempo real gracias a correlaciones lineales entre las señales de los sensores y las concentraciones de masa de hollín en los gases de escape. En tercer lugar, los sistemas de conteo de número de partículas que cumplían con los respectivos requisitos técnicos regulatorios exhibieron eficiencias de filtración resueltas en el tiempo de los GPF en conjunto con las emisiones de número de partículas sólidas cuyo diámetro era mayor de 10 nm y 23 nm. Las eficiencias de filtración en un estado limpio del GPF fueron 0.78 y 0.77, respectivamente. La ligera diferencia podría explicarse por la difusión browniana y la interceptación para la filtración de partículas.