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作者 l  去青青草原抓羊啊

視頻 l  去青青草原抓羊啊

來源 l 共軌之家（ID：gongguizhijia）

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背景介紹

在嚴(yán)苛的國六法規(guī)下，很多廠商都推出了自己的黑科技。面對新增的PN顆粒物數(shù)量限制，又有什么好的解決方法呢？為了保證PM顆粒物的排放合格，國六車均裝配壁流式DPF。

上圖為壁流式DPF，壁流式就是指排氣出口封閉，排氣只能強(qiáng)制從每個通道的壁面小孔互相“滲透”，同時捕集經(jīng)過的微粒，這樣相對于POC 的直通式的捕集器效率會更高。 

DPF捕集效率的提高，一方面保證了排放要求，但同時也造成了DPF更加容易堵塞，這就要求國六階段的DPF再生要更加高效。

DPF與POC相比，除了捕集效率更高之外，同時有被動再生和有主動再生功能，而POC只有被動再生。

被動再生：指不借助人為操作，自然而然發(fā)生的再生方式，這種再生在發(fā)動機(jī)運(yùn)行期間是一直在進(jìn)行的。

主動再生：指通過再生按鈕、診斷儀等人為操作，使發(fā)動機(jī)動作發(fā)生改變的再生方式。其本質(zhì)是提高尾氣溫度，將吸附在DPF內(nèi)壁上的碳顆粒燒掉。

主動再生有幾種方式：

1.燃油后噴

在做功沖程中后期，噴油器噴油，這些柴油隨著尾氣進(jìn)入到排氣管，在排氣管高溫的作用下燃燒，將DPF中的顆粒物燒掉。但這種方式燃油在噴射中容易吸附在氣缸壁上，隨著活塞運(yùn)動進(jìn)入到油底殼，導(dǎo)致機(jī)油變質(zhì)，縮短了機(jī)油的更換周期。

2.調(diào)節(jié)節(jié)氣門

燃油燃燒策略一般是富氧燃燒，也就是氧氣比柴油多，那么沒有燃燒的空氣就會隨著尾氣一起進(jìn)入排氣管，而新鮮空氣的溫度是比較低的，所以適當(dāng)?shù)販p小節(jié)氣門的開度，使燃燒趨向于當(dāng)量燃燒（不能完全當(dāng)量燃燒，需要給再生預(yù)留氧氣），就可以提高尾氣的溫度。

注：當(dāng)量燃燒是指氧氣與柴油剛好反應(yīng)完的燃燒情況。

3.DPM系統(tǒng)（碳?xì)鋰娚湎到y(tǒng)）

考慮到重型柴油車排氣管溫度較低，國六階段在一些重型柴油車上加裝了DPM系統(tǒng)，其原理是在排氣管上（DOC前）加裝一個燃油噴嘴向排氣管內(nèi)噴油，柴油在DOC內(nèi)燃燒，提高DOC后（DPF）的溫度，從而燒掉顆粒物。

關(guān)于DPM的介紹，可參考這篇文章：國六后處理系統(tǒng)增加的DPM是個什么鬼？這里就不多做介紹了。

在這里附兩張圖方便后文理解。

下圖為國六排氣管的系統(tǒng)布置，可以看到有四個排溫傳感器，DPM系統(tǒng)與T4和T5傳感器有關(guān)，T4傳感器為DOC上游排溫傳感器，T5為DPF上游溫度傳感器。

從硬件層面如何理解DPM工作過程？

對于DPF再生，最大的限制就是排氣溫度，所以要想實現(xiàn)再生，就必須提高排氣溫度，下面是排溫提升的幾個階段：

1.當(dāng)DOC上游溫度（T4溫度）低于350℃時，發(fā)動機(jī)采用缸內(nèi)措施（節(jié)氣門調(diào)節(jié)、燃油后噴）提升排氣溫度，達(dá)到350℃時，此時DOC的轉(zhuǎn)換效率最高。

2.事實上，當(dāng)T4溫度達(dá)到250℃時，DPM系統(tǒng)就已經(jīng)開始工作了，所以在T4溫度為250~350℃這段區(qū)間中，發(fā)動機(jī)措施和DPM是同時起作用的。

3.DPM系統(tǒng)噴射的燃油與尾氣充分混合，一起進(jìn)入到DOC內(nèi)，在高溫作用下燃燒，從而提升DPF上游溫度（T5溫度），當(dāng)T5溫度達(dá)到600℃時，DPF中的顆粒物開始燃燒，實現(xiàn)DPF的再生。

注：為了充分混合，DPM系統(tǒng)噴嘴（Injection Unit，簡稱IU）與DOC之間還有1米左右的排氣管。

從內(nèi)部控制怎么理解DPM工作過程？

1.再生觸發(fā)條件

DPF的主動再生是需要一定條件才會觸發(fā)的，常見的有三種：

①里程數(shù)觸發(fā)再生

當(dāng)車輛行駛達(dá)到標(biāo)定的公里數(shù)時，觸發(fā)再生。但如果是城市用車或者碼頭短途用車，不能長時間保持在一定的轉(zhuǎn)速和負(fù)載，排溫始終較低，這樣被動再生效果就很差，DPF會更加容易累積顆粒物，可能還沒到標(biāo)定的再生里程，DPF就已經(jīng)堵死了。

②壓差傳感器觸發(fā)再生

由于顆粒物在DPF內(nèi)并不是均勻分布的，所以有可能出現(xiàn)某處累積的很嚴(yán)重，但壓差傳感器檢測不到的情況，這樣的情況如果進(jìn)行再生，就會將DPF燒壞，壓差傳感器的作用更多是用來監(jiān)控DPF堵塞/移除的故障。

③soot累積模型達(dá)到限值，觸發(fā)再生

這種方法是通過在車輛運(yùn)行過程中，ECU監(jiān)控車輛的工況計算出來的一個值，相比于前兩種，局限性更小，所以國六階段會采用這種方式作為再生觸發(fā)條件。

2.再生過程

①再生請求

當(dāng)soot累積模型達(dá)到標(biāo)定值時，再生請求被觸發(fā)。數(shù)值約為3g/L（soot質(zhì)量/催化器體積）。

②再生請求允許

再生請求觸發(fā)以后，并不能立即開始再生，而是有條件的（不同項目標(biāo)定不同）,當(dāng)滿足兩個條件之后，再生請求被允許。

a：DOC上游溫度（T4）需大于250℃；當(dāng)T4溫度不足250℃時，通過發(fā)動機(jī)缸內(nèi)措施將溫度提升。

b：水溫大于60℃。

③噴射系統(tǒng)響應(yīng)

此過程實際為系統(tǒng)自檢，當(dāng)發(fā)生以下兩種故障時，自檢無法通過：

a：系統(tǒng)自檢失敗（有機(jī)械故障如泄露）

b：部件電氣故障

④再生油量計算

再生油量計算方法如下：

代號	含義
Mfuel	燃油質(zhì)量
T4_EDC	DOC入口傳感器溫度
T4Adap	DOC載體入口的模型溫度 （根據(jù)T4_EDC標(biāo)定）
T5_EDC	目標(biāo)控制溫度
Tdes	DOC載體出口的模型溫度 （根據(jù)T5_EDC標(biāo)定）
Mexh	廢氣流量
c	比熱容（J/kg/K）
Heatloss	熱損失
EFFDOC	DOC轉(zhuǎn)化效率
H	柴油熱值

⑤總體流程如下：

3.再生中斷

①再生請求中斷

a.當(dāng)系統(tǒng)故障（如節(jié)氣門故障）時，此時無法提升T4溫度，導(dǎo)致再生終止。

b.當(dāng)尿素噴射系統(tǒng)停止工作時，此時噴嘴無尿素噴射，如果再生的話，產(chǎn)生的高溫可能損壞尿素噴嘴，此時再生中止。

②再生請求允許響應(yīng)中斷（不同項目標(biāo)定不同）

a.當(dāng)DOC上游溫度低于250℃時；

b.水溫低于60℃。

當(dāng)發(fā)生此情況時，發(fā)動機(jī)一般處于倒拖工況，如車輛處于長下坡狀態(tài)。

③再生噴射系統(tǒng)響應(yīng)中斷

這種情況為再生請求允許后，DPM系統(tǒng)本身出現(xiàn)故障導(dǎo)致，此時再生終止。

a.有機(jī)械故障；

b.有電氣故障。

DPM系統(tǒng)液力故障自檢

系統(tǒng)可能出現(xiàn)部件失效、管路泄露等故障，這里以上游壓力傳感器為例，講解系統(tǒng)如何自檢，下圖為MU：

柴油在MU中的流向如下：

下圖為上游壓力傳感器測得的壓力圖，當(dāng)切斷閥打開，計量閥關(guān)閉時，此時柴油不能通過計量閥繼續(xù)向后，都聚集在上游壓力傳感器處，此時上游壓力傳感器測得的壓力應(yīng)該上升，當(dāng)達(dá)到標(biāo)定值時，認(rèn)為自檢通過。如果不能在規(guī)定時間內(nèi)到達(dá)閾值，則認(rèn)為部件有泄露或切斷閥、計量閥有卡滯情況。

當(dāng)切斷閥和計量閥都關(guān)閉時，理想情況下，壓力應(yīng)保持不變。但實際情況是部件是有微小泄露的，但只要壓降在允許范圍內(nèi)，則認(rèn)為自檢通過。

上游壓力傳感器是與溫度傳感器集成在一起的，當(dāng)再生油量計算出來之后，通過壓力傳感器反饋的油壓，作為決定計量閥開啟時間的條件，同時溫度作為修正條件。

下游壓力傳感器的作用與上游不同，下游壓力傳感器只作故障監(jiān)測，例如此時下游壓力傳感器監(jiān)測的壓力為大氣壓（1bar），則認(rèn)為MU到IU的管路有泄露情況。

總結(jié)

到了國六階段，我們不能再像之前那樣只根據(jù)維修經(jīng)驗干活了，經(jīng)驗固然重要，但是還要了解國六部件的作用、原理甚至故障碼的報出邏輯，這樣才能修明白車。

在之后的文章中，小軌會為大家?guī)砀嗟纳顚哟蔚闹R，希望師傅們跟著我們好好學(xué)習(xí)，做一名真正的維修大神！

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