如何確保柴油顆粒捕捉器（DPF）高效工作——DPF介紹
<01.柴油顆粒捕集器DPF>
柴油顆粒捕集器DPF（Diesel Particulate Filter）是車用柴油機(jī)滿足國(guó)六排放法規(guī)和非道路四階段重要的后處理設(shè)備，堇青石由于良好的高溫承受性、優(yōu)秀的抗熱沖擊性能和成本優(yōu)勢(shì)而成為DPF最常用的載體材料。
常見的壁流式DPF是通過交替封閉相鄰的蜂窩孔道，迫使排氣穿過多孔壁以達(dá)到捕集顆粒物的目的。大量的車輛實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證了其高效捕集顆粒物的能力：可捕集95%以上的顆粒物質(zhì)量并減少99%以上的顆粒物數(shù)量。
圖一 DPF 工作原理示意圖
DPF中的顆粒物累積到一定程度，會(huì)顯著的影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作。這些顆粒物主要由煙炱（Soot）和不可燃燒的灰分（Ash）構(gòu)成。
其中的煙炱可以通過氧化燃燒成氣態(tài)CO2的方式排出（這種過程稱為DPF 再生）。
灰分無法通過再生過程被去除，需要將DPF從車輛上拆下進(jìn)行特殊的清除處理。
圖二 在用車DPF累積的煙炱和灰分
<02.DPF再生包括被動(dòng)再生和主動(dòng)再生>
有研究發(fā)現(xiàn)被捕捉的煙炱更容易被NO2氧化。廢氣中的NO在DOC(Diesel Oxidation Catalyst)的作用下會(huì)生成NO2，NO2在較低溫度下可有效將DPF中的煙炱氧化。DPF載體上催化涂層的應(yīng)用可進(jìn)一步降低DPF上煙炱的起燃溫度，從而實(shí)現(xiàn)DPF的連續(xù)被動(dòng)再生。也可以使用金屬鹽類柴油添加劑，利用其燃燒后的金屬氧化物的催化作用，同樣可以實(shí)現(xiàn)降低煙炱的起燃溫度的目的。
圖三 DPF捕捉的煙炱更容易被NO2氧化
正常駕駛條件下被動(dòng)再生一直都在進(jìn)行，但如果長(zhǎng)期排氣溫度較低，碳顆粒氧化速度慢，被動(dòng)再生無法維持較低的煙炱水平時(shí)，就需要采用主動(dòng)再生的方式，利用外界能量提高DPF內(nèi)溫度，實(shí)現(xiàn)煙炱的去除。
圖四 DPF捕捉碳過程后主動(dòng)再生示意圖
主動(dòng)再生是根據(jù)ECU 數(shù)據(jù)觸發(fā)的主動(dòng)干預(yù)過程，通常利用后噴油（近后噴和遠(yuǎn)后噴）燃燒使得廢氣溫度達(dá)到碳顆粒的起燃溫度(550℃)以上，從而實(shí)現(xiàn)燃碳再生。后噴油會(huì)額外增加柴油消耗量，一般一次主動(dòng)再生會(huì)消耗3~8升柴油，具體取決于DPF 的大小和堵塞程度。
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