大衆汽車顆粒捕集器問題熱度還沒完全消散,縱觀現在的汽車廠商幾乎也都跟進了GPF技術,隻有個别自然吸氣發動機和使用燃油歧管噴射技術的車型沒有應用GPF技術。那麼問題來了,為什麼是大衆汽車?首先大衆汽車是先進技術的引領者,就像當初的雙離合變速器的搭載,也受到這樣那樣的質疑,但随後很多車企同樣選擇應用雙離合,那這次是缸内直噴技術衍生出來問題。傳統的汽油發動機都是燃油進氣道噴射将燃料到進氣道,在與空氣預混合後進入氣缸進行壓縮、點火、燃燒。而汽油缸内直噴發動機在高壓下通過共軌燃料管道直接噴射到氣缸内,與氣缸内高壓氣體混合後點火燃燒。缸内直噴發動機可根據發動機負荷的變化精确控制燃油量、噴射時間和點火時間,大大提高了燃燒效率和發動機功率輸出,汽油缸内直噴發動機可以說從出現到現在都是最先進的發動機技術,大衆也率先将此技術引進到了國内,但正是因為直噴技術它存在一個明顯的問題就是在發動機冷啟動時,由于氣缸内溫度較低、汽油的揮發性較低,直接噴射的燃料和空氣的不均勻混合(分層)導緻燃料的不均勻燃燒和顆粒物排放的增加,換言之缸内直噴在低溫冷啟動時更容易産生顆粒物的排放,之前大衆汽車的顆粒捕集器堵塞、油耗增加抱怨大多都在冬季高發或是走停工況發動機溫度低時發生也印證了這一點。
缸内直噴
所謂的顆粒物一般是指黑炭和灰分、有機部分、和硫酸鹽顆粒。黑炭和有機部分均來自汽油燃料的不完全燃燒,灰分來自燃料和發動機機油中添加劑的燃燒,而硫酸鹽顆粒來自燃料和機油中含硫的燃燒産物。随着國六法規的實施,車企為了滿足法規排放要求,在發動機技術儲備不足的情況下顆粒捕集器就應運而生,其實并不是僅大衆汽車使用該技術,其他車企也出現了跟進的态勢,現在幾乎所有應用了缸内直噴技術的車型都配備了顆粒捕集器。顆粒捕集器不是一種新技術,柴油顆粒捕集器(DPF)的成功應用為汽油顆粒捕集器(GPF)的研發提供了重要的借鑒和經驗,直白點說就是移植過來。汽油顆粒捕集器一般分附加和集成兩大類。附加是指在發動機排氣系統中加入單獨的顆粒捕集器,其目的隻是用于吸附顆粒物,而其他污染物由三元催化轉化,大衆汽車采用的就是這種。集成是指将三元催化和捕集器的功能都集中在一個新的三元催化上,美其名曰的四元催化,部分日系汽車采用的就是集成式的。GPF的設計結構通常為圓柱型陶瓷結構,再軸向上形成許多細小、平行通道且在相鄰通道的每個端部交替堵塞,從而強迫廢氣氣流通過多孔壁面,實現對顆粒物的捕集。
汽油顆粒的産生主要發生在發動機冷啟動時,不像柴油顆粒産生貫穿于發動機整個運行過程中,而且顆粒捕集器上收集顆粒的總量與排氣背壓不成線性關系,所以無法通過背壓降(排氣流過捕集器産生的壓力差)的大小變化來對顆粒進行實時控制主動再生,這就需要用戶掌握顆粒捕集器再生方法(被動再生)。
顆粒捕集器背壓降随顆粒總量增加變化示意圖
汽油顆粒捕集器的再生機理主要是氧氣氧化,其基本要素是要有足夠高的溫度和充足的氧氣,因此可利用發動機減速時,采用燃油切斷的辦法在高溫下引入空氣(氧氣)來再生汽油顆粒捕集器,也就是将車速提高到80Km/小時,松開油門讓車輛進行滑行,此時發動機不噴油,進氣不參與燃燒直接進入到顆粒捕集器,增加供氧量利用排氣的高溫燃燒掉堵塞的顆粒,反複幾次就能達到再生的目的。
車輛再生标識
汽油顆粒捕集器捕集的灰分不可再生,那就要求設計之初要确保在車輛壽命内,汽油顆粒捕集器有足夠的承受灰分的能力,不需要更換,作為用戶應該使用0W20低灰分機油保養,平時添加高品質汽油,高品質汽油中硫、磷等雜質含量更少,防止顆粒捕集器的堵塞。通常顆粒捕集器越大,對壓力降、過濾效率和灰分容量都更有利。綜上所述,相信大家對顆粒捕集器了解以後,不會再談之色變,現廠商已跟進了解決措施,相信在不久的将來,随着技術的日趨完善一定會給消費者帶去更好的體驗。
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