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作者 l 小軌 來源 l 共軌之家（ID：gongguizhijia）  共軌導讀 距離國六法規(guī)施行還有100多天，根據(jù)國六的排放法規(guī)，DPF將成為后處理的系統(tǒng)的必備，本期小軌將對DPF的控制和工作邏輯做深入講解。  對于國六重卡車型，“DPM+DPF”系統(tǒng)已經(jīng)成為標配。通過下面的視頻我們可以了解一下“DPM+DPF”系統(tǒng)在國六后處理中作用。 對于DPM系統(tǒng)具體部件和作用詳見鏈接《博世“國六”DPM+DPF系統(tǒng)及部件介紹》。 “DPM+DPF”系統(tǒng)的一個完整的再生循環(huán)包括碳煙加載、再生請求、請求允許、再生油量計算、噴射系統(tǒng)響應和燃油噴射。 1 碳煙加載 在國六系統(tǒng)中，發(fā)動機原始排放的PM并不能夠被測量，所以在國六系統(tǒng)中，DPF積累的碳煙都是采用模型值來計算的。 DPF的碳煙累計最初常用車輛行駛里程、發(fā)動機運行時間、固定排氣背壓限值等決定。但是在國六系統(tǒng)中主要采用DPF排氣背壓模型和碳煙累計模型來計算碳煙的加載量。 1.1 碳煙累計的過程 整個捕集過程可以分為3個階段：深床捕集階段、深床捕集向碳煙層捕集的過度階段和碳煙層捕集階段。     捕集過程的初期，DPF載體壁面沒有顆粒物的累積，因此排氣流經(jīng)DPF，首先會在載體的微小孔隙中被捕集，該階段為深床捕集，如①所示。載體微小空隙被顆粒物填滿后，無法繼續(xù)進行深床捕集，將開始向碳煙層捕集發(fā)展，如②所示，該階段顆粒物開始在空隙附近聚集并向周圍擴展，在局部位置形成碳煙層，如③所示。當DPF載體壁面累積的顆粒物形成濾餅，將通道壁面全部覆蓋住時，進入碳煙層捕集階段，如④所示。 在國六階段通常使用煙度模型來判定是否需要再生，即通過模型計算當DPF內(nèi)積累到了一定量的PM時，ECU/DCU控制DPM進行再生。 1.2 碳煙累計模型 在國六系統(tǒng)中主要采用DPF排氣背壓模型和碳煙累計模型來計算碳煙的加載量。 1.2.1 背壓碳載量模型 排氣流過DPF形成壓力損失和排氣體積流量可以通過實驗模擬計算出碳載量。  由上圖可發(fā)現(xiàn)，碳載量一定，排氣體積流量與DPF壓降成線性關系，不同碳載量下只是斜率的差異?？芍斕驾d量一定，DPF的壓差與排氣體積流量之間大致呈線性關系?；贒PF壓差與排氣體積流量之間的線性關系，提出了流阻的概念，定義DPF流阻為R（在部分廠家數(shù)據(jù)流中有顯示）。  1.2.2 碳載量累計計算模型 DPF加載和再生過程中，除了對顆粒物的物理捕集，內(nèi)部還會發(fā)生一系列化學反應，影響碳載量。DPF碳載量的變化，主要包括三部分，一是對尾氣中顆粒物的捕集，使得碳載量增加； 二是NO2對顆粒物的氧化，使得碳載量減小，三是O2對顆粒物的氧化， 使得碳載量減小。 碳載量理論計算的主要思路，是將DPF的加載過程進行離散化求和。將△t作為單位時間，△t內(nèi)發(fā)動機的工況視為不變，讀取△t時刻，發(fā)動機的工況、油耗、排氣流量，根據(jù)排放萬有特性曲線，確定△t 時間內(nèi)發(fā)動機顆粒物的原排量，根據(jù)DOC 、DPF前后排溫和載體基本參數(shù)，確定O2 和NO2對顆粒物的氧化量， 求出△t 時間碳載量的變化量，最后通過對時間的積分得到DPF碳載量。  目前，主流廠家都采用第二種方式進行碳累計的計算。 2 再生請求 DPF再生過程中若出現(xiàn)溫度過高或溫度梯度過大，都可能會導致DPF燒融或斷裂損壞。因此需對DPF的再生條件進行控制，讓DPF在合理的時機進行再生。  載碳量的選擇：過高的碳載量會造成排氣背壓過高，再生反應劇烈，導致DPF再生過熱，而碳載量較低時再生效率低，會增加發(fā)動機油耗，影響發(fā)動機效率。 有些故障碼報出會切斷再生請求，如燃油系統(tǒng)故障，節(jié)氣門故障和會導致SCR系統(tǒng)無法工作的故障。 3 再生請求允許條件 當碳載量達到一定值時，進入再生請求允許條件；需要DOC入口溫度達到250℃以上且水溫高于60℃（不同的項目會有所不同）。 若再生期間，車輛行駛到長下坡路況，從而導致DOC入口溫度低于250℃或水溫低于60℃，會導致再生請求允許條件中斷，進而推出再生。 4 再生油量的計算 再生油量的計算如下如： 其中公式含義如下： ●T4_EDC為DOC入口傳感器溫度； ●T4Adp為DOC載體入口的模型溫度； ●T5_EDC為目標控制溫度, 例620度； ●Tdes為DOC載體出口的模型溫度ETCtl_tDeCatDsMdl_MAP； ●mexh為廢氣流量； 5 噴射系統(tǒng)的響應和噴射燃油 當系統(tǒng)測試階段完成(system test)后，且沒有影響DPM的故障被檢測到，則再生噴射系統(tǒng)響應完成，系統(tǒng)進入噴射燃油階段。 若系統(tǒng)測試（system test）無法通過或DPM系統(tǒng)發(fā)生故障則噴射系統(tǒng)響應中斷，噴射停止。 6 實際再生操作 上面的5步為在ECU軟件中的再生邏輯，對于我們售后服務而言比較抽象，下面我們結(jié)合整車和售后實際給大家講講DPF的再生操作。 再生分為主動再生、服務再生和被動再生，其中主動再生又分為行車再生和駐車再生。進入主動和服務再生的條件如下： ●再生沒有鎖定； ●碳煙質(zhì)量大于3.5g/L（不同的項目有所不同）； ●沒有DPF或發(fā)動機相關故障； ●DOC前端溫度大于250℃，DPF前端溫度大于120℃； ●蓄電池電壓充足。 注：對于不同的廠家其具體數(shù)值和項目有所差異。 被動再生是時時進行的，是NO2和O2對顆粒物的氧化，兩者都可以是碳載量減小。 6.1 主動再生 主動再生分為行車再生和駐車再生，兩者觸發(fā)的碳載量限值和進入方式不一樣，可以用儀表上的再生指示燈來區(qū)分。 同時在駕駛室里安裝有DPF再生操作指示燈，對于不同的車型，其亮燈方式也會不同。 DPF再生指示燈 DPF燈黃色常亮，儀表顯示正在駐車再生或行車再生，表示車輛正在駐車再生或行車再生；其中行車再生為車輛行駛過程中自動觸發(fā)，無需司機進行其他操作。 黃色DPF燈閃亮，提示需要駐車再生，司機將車輛停到安全地方（可根據(jù)實際情況選擇再生，仍可繼續(xù)運行10h），按下再生開關，進入駐車再生階段，此階段大約持續(xù)40分鐘。 注：駐車再生未完成，切忌關閉發(fā)動機；若關閉發(fā)動機，會導致DPF高溫，進而導致DPF損壞。 DPF再生開關，達到駐車在生條件，按下再生開關，進入駐車再生，達不到駐車再生條件，按下開關無反應。 儀表顯示碳載量為當前碳載量百分比，當碳載量為100%時，用戶無需操作，車輛運行過程中達到要求，自動進入行車在生階段。 6.2 服務再生 當碳載量高于一定值時，服務再生指示燈點亮，駐車在生和行車再生均無法進行，需要服務站進行高壓沖洗；服務再生是一種針對用戶不正常使用的替代再生方式。例如:司機長期使用再生禁止導致行車再生無法進行，容易造成碳載量過高。 同時在駕駛室里安裝有DPF再生操作指示燈，對于不同的車型，其亮燈方式也會不同。 6.3 禁止再生 當再生過程出現(xiàn)排氣管漏煙或DPM單元漏液，則需要按下DPM再生禁止開關，此時DPF再生禁止燈會點亮，再生會被臨時禁止；維修完成后，再次按下DPF再生禁止開關，此時燈會熄滅，發(fā)動機會再次觸發(fā)駐車再生。DPF在生禁止開關，按下此開關，再生暫時被禁止，再次按下，禁止狀態(tài)解除。 |
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