柴油车仪表指示灯的作用是什么,

什么是汽车颗粒捕集器?三种常见的颗粒捕集器仪表灯!



上一篇文章我们对汽车的排放标准进行了介绍,随着各地国六标准的实施,这样一个东西进入了我们的视线,它就是GPF。


一、什么是GPF/DPF?


GPF(Gasoline Particulate Filter)它叫做汽油颗粒捕集器(DPF-Diesel Particulate Filter这个是柴油颗粒捕集器)这是一种安装在汽油发动机排放系统中的陶瓷过滤器,它可以捕捉废气中的颗粒物。汽油车的很多技术都是从柴油车上演变过来的,这个技术也不例外,那如果你一直关注柴油车,想必你一定知道这个东西。


国六标准的实施,我们知道对排放限值的要求更加苛刻,而且还加入了PN的限值,GPF就是来解决汽车排放的这些PM、PN等颗粒物。



GPF是一种壁流式的捕集装置,它以蜂窝陶瓷为载体,是一个圆柱形的结构,内部有很多平行的孔道,相邻的两个孔道一个堵住入口,一个堵住出口,废气从出口上图左侧进入,然后在捕集器内部通过拦截、碰撞、扩散、重力沉降等方式不断积聚,从而达到积累颗粒物的目的,过滤后的废气从上图右侧的孔道排出。


二、GPF的再生


随着颗粒物的不断捕捉,排气的背压会升高,燃油油耗增加,发动机性能下降,因此GPF需要适时将捕集的颗粒氧化燃烧掉,即进行再生。GPF内部的再生原理可以用以下两个化学方程式表达:


1、GPF内部温度高于580度,且氧气浓度大于0.5%时发生下面化学反应:


C+O2=CO2


2、在GPF内部温度高于800℃,且没有氧气时,发生如下化学反应:


C+H2O=CO+H2


3)对于存在催化涂覆的GPF(cGPF),当250℃- 450℃之间时还可以进行被动再生即连续再生反应:


C+2NO2=CO2+2NO


GPF的再生分为被动再生和主动再生两种:


被动再生指的是在日常驾驶工况下通过驾驶员松踏板时,发动机断油,大量氧气进入GPF,实现再生。


主动再生指的是在被动再生无法满足的情况下,车辆在特殊工况(例如:保持80KM/h跑高速30分钟)下运行,利用ECM给发动机指令,后推点火角,使得尾气温度升高,待GPF温度升高后,再减稀空燃比(过量氧气),实现GPF再生。


需要注意的是GPF再生无法移除灰分(CaO,P2O5,ZnO,SO3,Fe2O3),随着时间的累积,积满后,需要到维修站更换GPF。

这里需要注意的是带有颗粒捕集器的车辆对机油是有要求的:需要采用低灰分的机油




三、GPF的车辆布置方式


接下来我们再来聊聊GPF的布置位置,它究竟布置在车辆的什么地方呢?




GPF的布置一般有三种常见的布置位置(上图):


1、后置式UB,即GPF布置在三元催化器的后面;

2、四元催化器的形式FWC,即GPF和三元催化器合二为一;

3、紧耦合式CC,即GPF和三元催化器集成到一体安装;


目前,汽车上比较常用的是后置式UB和紧耦合式CC两种形式,它们各自优缺点如下:


后置式UB的优点是布置方便、过滤效率高,缺点入口温度低,被动再生比较困难。

紧耦合式CC的优点是入口温度高,被动再生容易。缺点是会增加三元催化器的体积,不容易布置。过滤效率稍低。


备注:由于FWC是一种带有涂层的GPF,类似于催化器。


四、GPF的检查方法


根据GPF的布置方式,目前有三种主流检测GPF的方式:温度法、OSC法、压差法。


1、温度法


由于GPF一般是由陶瓷载体(如董青石)制备而成,基于该载体材料热容的存在,在发动机瞬态工况点,变化的排气气流温度流经GPF时,在GPF下游温度相对上游温度会产生一定的“延迟”效应。因此,诊断从物理原理上说,可通过GPF上下游的温度传感器,根据温度变化“延迟”程度的不同,对GPF移除或丢失进行诊断。


GPF温度特性


2、OSC法


由于FWC是一种带有涂层的GPF,类似于催化器,因此FWC具有一定的储氧能力。当对FWC进行“加浓减稀”时,前后氧传感器的电压信号会产生一定的“延迟”效应。在FWC上下游安装氧传感器,根据前后氧传感器电压信号“延迟”程度的不同,可以对载体完全损坏、移除甚至丢失进行诊断,其原理等同于临界催化转化器诊断。


3、压差法


研究表明,GPF会对通过的排气产生“阻碍”作用,其阻碍作用主要包括:过滤体壁面和覆盖其上的颗粒的流动阻力(ΔPwall),进出口通道的沿程阻力(ΔPin&out)以及排气流入流出时由于截面变化引起的压缩/膨胀阻力(ΔPcont+ΔPexp),这种“阻碍”作用的宏观表现就是压降,即P1和P2会有一定的压力差值,如图2所示。不同状态下的GPF,其压降表现也不同,当GPF载体发生性能下降,甚至损坏、移除失时,排气流经GPF时的压降就会发生相应变化。


GPF压差传感器布置


针对国六法规对GPF监测要求,联合电子推荐GPF上安装压差传感器来满足法规。压差传感器可以对排气流经GPF时所产生的压力降进行实时监测。如图所示,若GPF上游和下游的压差维持在较低水平,则可以判定为GPF移除或丢失;同时压差表现也可以作为GPF性能下降程度的一种表征。


GPF压降特性示意图


在三个检查方法中,压差法是最有效的检查方法,很多车辆都采用这种检查方法。



在GPF的进出口位置各有一个检查的线路,通过一个压差传感器来进行检测。


那通过上面的讲解我想你对汽车的GPF有了一定的了解,那你现在思考这样一个问题,是不是国六的车都带有GPF呢?


由于国六标准分为国六a和国六b两个阶段,所以并不是所有国六的车辆都带有GPF装置,这个你要清楚,一般来说国六a的车辆可能没有GPF装置,国六b的车辆装有GPF装置。


那我们如何区分国六的车辆是否带有GPF装置呢?



后置式的GPF我们可以看GPF的两端是否有压力传感器即可,即上图这样的结构。



紧耦合式的GPF可以看到三元催化器的后面多出一个东西,右侧的这个就是带有GPF的三元催化器。


上述两种方法都是通过车辆结构特点来进行识别,但是有的没有举升机,你也无法看到车辆底部的情况,这种情况我们可以通过网络方式进行查询。


1、登入机动车环保网;



2、指南里点击右上角的更多




3、点击左侧的环保信息公开查询


4、输入车架号和发动机号后六位即可查询


五、GPF仪表故障灯

我们知道了颗粒捕集器是什么东西,它有哪些功用。接下来我们要来认识一下颗粒捕集器的仪表故障灯,这个仪表故障灯的样式很多,不熟悉很容易认错。

1、第一种颗粒捕集器故障灯


上图这个黄色的仪表灯就是颗粒捕集器的故障灯,这个故障灯有点像一只游动的鱿鱼。

2、第二种颗粒捕集器故障灯

第二种颗粒捕集器的仪表灯跟第一种比较相似,但明显有不同的地方。这两个颗粒捕集器的仪表灯一定要跟玻璃水液位过低指示灯区分开。

3、第三种颗粒捕集器故障灯


这一种也是最常见的一种颗粒捕集器仪表灯,大众帕萨特就是这种形式的仪表灯。颗粒捕集器有再生的功能,不是这个故障灯一亮起来就是颗粒捕集器出问题了,我们一起来看看帕萨特的颗粒捕集器故障灯的含义。

1、如果组合仪表中


亮起,表明颗粒捕集器捕集的碳颗粒已经达到迫切需要再生的程度,这并非故障,完成再生后GPF可正常使用。

2、如果组合仪表中


同时亮起,表明颗粒捕集器捕集已严重堵塞,不适合继续行驶,请尽快到4S店处理。

2024-08-21

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