国VIGPF颗粒捕捉器布置检测解决方案国六排放法规对汽油车颗粒物排放提出了更严格的要求,相比于国五法规,颗粒物质量(PM)限值下降了33%,且新增对颗粒物数量(PN)的限值要求
如何降低汽油机的颗粒排放,针对这个问题,各大整车厂选择安装汽油车颗粒捕集器(GPF)以此来应对国VI新标准
一、何为GPF
GPF是一种壁流式的颗粒捕集装置,如图1所示,过滤体内有很多平行孔道,相邻的两个孔道内一个只有进口开放,另一个只有出口开放
排气从开放的进口孔道流入,通过GPF载体多孔壁面至相邻孔道排出,而颗粒物被滞留在孔道内,从而实现捕集作用
GPF虽然可以有效的捕集排气中的颗粒物,但随着捕集颗粒的增多,排气背压也会升高,影响汽车的动力性和经济性
因此,当GPF中的颗粒累积到一定程度时,通过调节发动机运行工况(例如断油、推迟点火角等),使GPF中的颗粒氧化燃烧,即GPF的再生,去除GPF中的颗粒物
最终实现"捕集-再生-捕集”的良性循环
二、GPF安装布置形式对于GPF在整车上的布置安装方式,目前有FWC(Four-WayCatalyst)、CC(Close-Coupled)和UB(Under-body)三种形式,三种布置形式的特点及优缺点如表1所示
表1GPF布置形式及优缺点三、满足国六GPF监测诊断方案根据整车边界条件、企业自身策略控制,安装布置方式等不同来选择GPF的检测方式,主要考虑以下三种监测方案:压差法、OSC法、温度法
方案一: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(APwall),进出口通道的沿程阻力(APin&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(APcontAPexp),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