GPF顆粒捕捉器安裝布置檢測專項方案

國VIGPF顆粒捕捉器部署檢測處理方案國六排放法規(guī)對汽油車顆粒物排放提出了更嚴(yán)格要求，相比于國五法規(guī)，顆粒物質(zhì)量（PM）限值下降了33％，且新增對顆粒物數(shù)量（PN）限值要求。怎樣降低汽油機顆粒排放，針對這個問題，各大整車廠選擇安裝汽油車顆粒捕集器（GPF）以此來應(yīng)對國VI新標(biāo)準(zhǔn)。一、何為GPF？GPF是一個壁流式顆粒捕集裝置，圖1所表示，過濾體內(nèi)有很多平行孔道，相鄰兩個孔道內(nèi)一個只有進(jìn)口開放，另一個只有出口開放。排氣從開放進(jìn)口孔道流入，經(jīng)過GPF載體多孔壁面至相鄰孔道排出，而顆粒物被滯留在孔道內(nèi)，從而實現(xiàn)捕集作用。圖1GPF結(jié)構(gòu)示意GPF即使能夠有效捕集排氣中顆粒物，但伴隨捕集顆粒增多，排氣背壓也會升高，影響汽車動力性和經(jīng)濟性。所以，當(dāng)GPF中顆粒累積到一定程度時，經(jīng)過調(diào)整發(fā)動機運行工況（比如斷油、推遲點火角等），使GPF中顆粒氧化燃燒，即GPF再生，去除GPF中顆粒物。最終實現(xiàn)“捕集－再生－捕集”良性循環(huán)。二、GPF安裝部署形式對于GPF在整車上部署安裝方法，現(xiàn)在有FWC（Four-WayCatalyst）、CC（Close-Coupled）和UB（Under-body）三種形式，三種部署形式特點及優(yōu)缺點如表1所表示。表1GPF部署形式及優(yōu)缺點

三、滿足國六GPF監(jiān)測診療方案依據(jù)整車邊界條件、企業(yè)本身策略控制，安裝部署方法等不一樣來選擇GPF檢測方法，關(guān)鍵考慮以下三種監(jiān)測方案：壓差法、OSC法、溫度法。

方案一：壓差法

研究表明，GPF會對經(jīng)過排氣產(chǎn)生“阻礙”作用，其阻礙作用關(guān)鍵包含：過濾體壁面和覆蓋其上顆粒流動阻力（ΔPwall），進(jìn)出口通道沿程阻力（ΔPin&out）和排氣流入流出時因為截面改變引發(fā)壓縮/膨脹阻力（ΔPcontΔPexp），這種“阻礙”作用宏觀表現(xiàn)就是壓降，即P1和P2會有一定壓力差值，圖2所表示。不一樣狀態(tài)下GPF，其壓降表現(xiàn)也不一樣，當(dāng)GPF載體發(fā)生性能下降，甚至損壞、移除失時，排氣流經(jīng)GPF時壓降就會發(fā)生對應(yīng)改變。

圖2GPF壓差傳感器部署針對國六法規(guī)對GPF監(jiān)測要求，聯(lián)合電子推薦GPF上安裝壓差傳感器來滿足法規(guī)。壓差傳感器能夠?qū)ε艢饬鹘?jīng)GPF時所產(chǎn)生壓力降進(jìn)行實時監(jiān)測。圖3所表示，若GPF上游和下游壓差維持在較低水平，則能夠判定為GPF移除或丟失；同時壓差表現(xiàn)也能夠作為GPF性能下降程度一個表征。

圖3GPF壓降特征示意圖方案二：OSC法

因為FWC是一個帶有涂層GPF，類似于催化器，所以FWC含有一定儲氧能力。當(dāng)對FWC進(jìn)行“加濃減稀”時，前后氧傳感器電壓信號會產(chǎn)生一定“延遲”效應(yīng)。在FWC上下游安裝氧傳感器，依據(jù)前后氧傳感器電壓信號“延遲”程度不一樣，能夠?qū)d體完全損壞、移除甚至丟失進(jìn)行診療，其原理等同于臨界催化轉(zhuǎn)化器診療。方案三：溫度法

因為GPF通常是由陶瓷載體（如董青石）制備而成，基于該載體材料熱容存在，在發(fā)動機瞬態(tài)工況點，改變排氣氣流溫度流經(jīng)GPF時，在GPF下游溫度相對上游溫度會產(chǎn)生一定“延遲”效應(yīng)。所以，診療從物理原理上說，可經(jīng)過GPF上下游溫度傳感器，依據(jù)溫度改變“延遲”程度不一樣，對GPF移除或丟失進(jìn)行診療，圖4所表示。

圖4GPF溫度特征總而言之，針對不一樣GPF部署方案及不一樣用戶需求，能夠選擇相對應(yīng)診療方案來滿足法規(guī)及用戶需求。不一樣診療方案監(jiān)測能力對比可見表2所表示。表2GPF診療方案比較

*注：√能夠滿足,×不能滿足從表2能夠看出，壓差傳感器監(jiān)測能力比其它兩種方案要高，而且如采取壓差傳感器，不僅能夠為GPF顆粒再生控制提供如再生需求等信號支撐，而且為實現(xiàn)GPF堵塞等用戶化診療需求提供了可能，故現(xiàn)在主流方案是采取壓差傳感器以滿足法規(guī)和用戶化需求。汽油車顆粒捕集器（GPF）是滿足嚴(yán)苛排放標(biāo)準(zhǔn)新增且關(guān)鍵后處理部件，在國六法規(guī)OBD部分中對顆粒捕集器監(jiān)測要求，關(guān)鍵思想就是要立即有效地檢測出顆粒捕集器性能下降故障，避免故障帶來惡劣環(huán)境影響，降低在用車整體排放水平。疑問解釋：問題一：什么原因決定GPF部署方法，是否和噴油方法相關(guān)？針對GPF部署，現(xiàn)階段主流部署方法有三種:1、緊耦合式(CC)；2、后置式(UB)；3、四元催化器形式(FWC)（在你發(fā)來網(wǎng)頁中已經(jīng)有所表現(xiàn)）。此三種部署形式各有利弊，但關(guān)鍵決定其關(guān)鍵部署形式還是以下原因：1.捕集率。捕集率能夠顧名思義就不再過多敘述，簡單來講就是捕集顆粒物效率。GPF部署越靠近發(fā)動機排氣歧管，發(fā)動機排氣背壓越大，氣流流速也就越大，那么捕集率就會降低，反之，就會升高。但也不是越遠(yuǎn)越好，這個度就是我們需要著重考慮和計算（現(xiàn)階段各大GPF供給商和標(biāo)定企業(yè)全部有比較完整數(shù)據(jù)）。2.溫度制約。使用緊耦合還是后置式，全部必需考慮溫度場。GPF再生，是由溫度決定，此溫度能夠由電噴標(biāo)定特殊工況進(jìn)行噴油來實現(xiàn)，但假如能在沒有特殊工況下部署方法達(dá)成連續(xù)再生，就更為便捷。3.整車邊界條件。市場上車型已經(jīng)不計其數(shù)，發(fā)動機部署和排氣系統(tǒng)部署也五花八門。所以也必需依據(jù)各個車型本身情況，考慮多種限制條件來進(jìn)行。通常來說，前置前驅(qū)車型比較難以實現(xiàn)緊耦合，前置后驅(qū)車型緊耦合較多。4.考慮標(biāo)定企業(yè)提出提議，各標(biāo)定企業(yè)側(cè)關(guān)鍵不一樣或說實力不一樣，從成本出發(fā)考慮，標(biāo)定企業(yè)提議需進(jìn)行考慮。相關(guān)是否和噴油相關(guān)，GPF部署方法，和噴油是沒相關(guān)系。發(fā)動機噴油無非進(jìn)氣道噴油及缸內(nèi)直噴，和燃燒相關(guān)，和后處理關(guān)系不大。問題二：每一個GPF安裝方法，全部能夠用OSC、壓差、溫度方法來進(jìn)行檢測嗎？三種檢測方法側(cè)關(guān)鍵不一樣，但全部能達(dá)成檢測GPF是否正常工作目標(biāo)。我這邊只提議主流壓差檢測，高效正確成本最低。問題三：針對國六B你們是選擇什么陽GPF安裝方法和對應(yīng)檢測方法？之前我們交流時候就提過，本企業(yè)商用