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颗粒物捕集器(DPF)介绍(1-5)
作者: 中国机电工程网    发布于:2022-10-29 10:25:27    文字:【】【】【
颗粒捕捉器DPF(Diesel Particulate Filter)是一种安装在柴油发动机排放系统中的陶瓷过滤器,他可以在微粒排放物质进入大气之前将其捕捉,DPF是一个滤芯,把发动机产生的所有黑烟全部收集在这个滤芯里,颗粒捕捉器能够减少柴油发动机所产生的烟灰达90%以上。捕捉到的微粒排放物质随后在车辆的运转中燃烧殆尽,有效地降低车辆的颗粒物排放。

1 . DPF的结构

DPF内部很多蜂窝状小孔为壁流式结构,颗粒流经DPF时会被过滤在DPF内部。

 

2 . 什么事DPF再生

DPF中文名为“碳颗粒捕收器”,就像在排气管上装一个“细筛”,但“细筛”上积累的颗粒太多必然带来堵塞问题,此时就需要一个技术,使得“细筛”可以一直使用下去——这就是DPF再生。

颗粒捕机器中收集到的黑烟(碳颗粒)越来越多,慢慢地就会导致排气背压高从而影响发动机的动力。把这些收集到的黑烟通过排气加热的方式烧掉的过程叫再生,再生后的滤芯又可以保持畅通,不会影响发动机性能。

 

3 . DPF再生原理

通过ECU或人为干预,提高排气温度,将碳颗粒氧化成二氧化碳的气状态,DPF就会由堵塞变畅通,能够持续使用,这就是DPF再生的原理。

7-

 

DPF内的干碳烟和有机物经过再生后生成灰分(Ash)灰分不能主动清除,累积到一定程度需要人工进行清除。

灰分(Ash):

 

来自于机油各种添加剂以及柴油中的部分成分产生的物质(多为硫酸盐),以及过滤收集在DPF中的各种物质(主要为机油)。下图为未燃烧颗粒物,和燃烧后的灰分。

 

DPF主动再生条件

*达到里程数,触发再生;

*根据压差传感器信号,触发再生;

*碳加载量触发(ECU内部计算)再生;

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4 . DPF再生分类

(1)被动再生:被动再生一直都在进行,只是由于排气温度不同,被动再生的速度有所不同而已。

(2)主动再生:

*行车再生

发动机运行到中负荷后时自动执行;例如跑高速,跑省道,发动机都会自动执行行车再生。

*原地再生

在城市工况、堵车等低速低负荷工况运行一段时间后,需要司机停车后按动车后按动车上的再生按钮来执行再生,通常再生指示灯点亮后就可以执行原地再生

主动再生分为行车再生和驻车再生,两者触发的碳载量限值和进入方式不一样,可以用仪表上的再生指示灯来区分;

*行车再生:当碳载量>限值3.5g/L~4g/L时,进入行车再生,再生指示灯常亮;

*驻车再生:当碳载量>限值4g/L~4.5g/L时,再生指示灯闪烁,司机按下DPF再生开关,进入驻车再生,再生指示灯常亮;

再生禁止开关的作用:在特定工作区域(危险品存放区等)内避免进入行车再生过程;

服务再生:当碳载量>限制3(限制3>限值2)时,服务生再生指示灯常亮,驻车再生,行车再生均无法进行,需要服务站进行高压冲洗;服务再生是一种针对用户不正常使用的替代再生方式;

例如:司机长期使用再生禁止导致行车再生无法进行,容易造成碳载量过高。

5 . DPF清理流程

*专用设备再生:专用的DPF再生设备是将堵塞的DPF从车上卸载下来,放置于专用的清洗设备中进行碳再生和灰分的清除。该方案是国际OEM企业售后服务的标准方案。

*添加剂合清洗剂方式:在燃油中添加能降低再生温度的添加剂,以应对一些工况无法满足再生温度的DPF应用,可以防止碳堆积堵塞但无法有效清灰,对于高硫油的情况甚至能加速灰分的堆积。此方案清灰和清碳效率不高,单次使用成本高,对于DPF后处理器效果不佳,不属于当前的主流方案。

国内在改装车的售后服务市场,大多数后处理厂家采用简单的压缩空气脉冲吹扫加高温加热的方式进行DPF清碳清灰,与上面提到的专用设备再生类似,但是目前还没有形成标准化的商业产品,大多数也只是处于概念设计或样件阶段。

清灰里程或时间

在使用满足欧六法规的柴油和机油前提下,每行驶30万公里进行清灰。清灰里程及时间受多方因素影响,包括发动机运行情况,使用机油及燃油品质等等。

清灰方法

*DPF颗粒捕集器总成通过加热和吹扫方式清灰

(1)DPF拆除,质量称重。

(2)DPF颗粒捕集器总成加热,加热温度为600±50℃,加热时间为20分钟;

(3)DPF颗粒捕集器总成加热完成后,采用压缩空气时DPF颗粒捕集器总成进行反吹,吹灰压力为13bar,吹灰时间为20minDPF颗粒捕集器总成堵塞严重时,可以加长吹灰时间;

(4)DPF颗粒捕集器总成采用压缩空气吹灰的同时DOC氧化催化器总成也必须采用压缩空气进行吹灰,吹灰压力为13bar,吹灰时间为20minDOC氧化催化器总成堵塞严重时,可以加长吹灰时间;

DPF加热和吹扫结束时,取出DPF,称重。

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