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备战国六100天,赚钱从DPM开始

2019-04-01 04:00:00 共轨之家
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备战国六100天,赚钱从DPM开始

距离国六法规施行还有100多天,根据国六的排放法规,DPF将成为后处理的系统的必备,本期小轨将对DPF的控制和工作逻辑做深入讲解。

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“DPM+DPF”系统的一个完整的再生循环包括碳烟加载、再生请求、请求允许、再生油量计算、喷射系统响应和燃油喷射。

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在国六系统中,发动机原始排放的PM并不能够被测量,所以在国六系统中,DPF积累的碳烟都是采用模型值来计算的。

DPF的碳烟累计最初常用车辆行驶里程、发动机运行时间、固定排气背压限值等决定。但是在国六系统中主要采用DPF排气背压模型和碳烟累计模型来计算碳烟的加载量。

1.1 碳烟累计的过程

整个捕集过程可以分为3个阶段:深床捕集阶段、深床捕集向碳烟层捕集的过度阶段和碳烟层捕集阶段。

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捕集过程的初期,DPF载体壁面没有颗粒物的累积,因此排气流经DPF,首先会在载体的微小孔隙中被捕集,该阶段为深床捕集,如①所示。

载体微小空隙被颗粒物填满后,无法继续进行深床捕集,将开始向碳烟层捕集发展,如②所示,该阶段颗粒物开始在空隙附近聚集并向周围扩展,在局部位置形成碳烟层,如③所示。

当DPF载体壁面累积的颗粒物形成滤饼,将通道壁面全部覆盖住时,进入碳烟层捕集阶段,如④所示。

在国六阶段通常使用烟度模型来判定是否需要再生,即通过模型计算当DPF内积累到了一定量的PM时,ECU/DCU控制DPM进行再生。

1.2 碳烟累计模型

在国六系统中主要采用DPF排气背压模型和碳烟累计模型来计算碳烟的加载量。

1.2.1  背压碳载量模型

排气流过DPF形成压力损失和排气体积流量可以通过实验模拟计算出碳载量。

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由上图可发现,碳载量一定,排气体积流量与DPF压降成线性关系,不同碳载量下只是斜率的差异。

可知当碳载量一定,DPF的压差与排气体积流量之间大致呈线性关系。基于DPF压差与排气体积流量之间的线性关系,提出了流阻的概念,定义DPF流阻为R(在部分厂家数据流中有显示)。

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1.2.2  碳载量累计计算模型

DPF加载和再生过程中,除了对颗粒物的物理捕集,内部还会发生一系列化学反应,影响碳载量。

DPF碳载量的变化,主要包括三部分,一是对尾气中颗粒物的捕集,使得碳载量增加;二是NO2对颗粒物的氧化,使得碳载量减小,三是O2对颗粒物的氧化, 使得碳载量减小。

碳载量理论计算的主要思路,是将DPF的加载过程进行离散化求和。

将△t作为单位时间,△t内发动机的工况视为不变,读取△t时刻,发动机的工况、油耗、排气流量,根据排放万有特性曲线,确定△t 时间内发动机颗粒物的原排量,根据DOC 、DPF前后排温和载体基本参数,确定O2 和NO2对颗粒物的氧化量, 求出△t 时间碳载量的变化量,最后通过对时间的积分得到DPF碳载量。

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目前,主流厂家都采用第二种方式进行碳累计的计算。

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DPF再生过程中若出现温度过高或温度梯度过大,都可能会导致DPF烧融或断裂损坏。因此需对DPF的再生条件进行控制,让DPF在合理的时机进行再生。

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载碳量的选择:过高的碳载量会造成排气背压过高,再生反应剧烈,导致DPF再生过热,而碳载量较低时再生效率低,会增加发动机油耗,影响发动机效率。

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有些故障码报出会切断再生请求,如燃油系统故障,节气门故障和会导致SCR系统无法工作的故障。

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当碳载量达到一定值时,进入再生请求允许条件;需要DOC入口温度达到250℃以上且水温高于60℃(不同的项目会有所不同)。

若再生期间,车辆行驶到长下坡路况,从而导致DOC入口温度低于250℃或水温低于60℃,会导致再生请求允许条件中断,进而推出再生。

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再生油量的计算如下如:

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其中公式含义如下:

●T4_EDC为DOC入口传感器温度;                  

●T4Adp为DOC载体入口的模型温度;

●T5_EDC为目标控制温度, 例620度;                

●Tdes为DOC载体出口的模型温度ETCtl_tDeCatDsMdl_MAP;

●mexh为废气流量;

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当系统测试阶段完成(system test)后,且没有影响DPM的故障被检测到,则再生喷射系统响应完成,系统进入喷射燃油阶段。

若系统测试(system test)无法通过或DPM系统发生故障则喷射系统响应中断,喷射停止。

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上面的5步为在ECU软件中的再生逻辑,对于我们售后服务而言比较抽象,下面我们结合整车和售后实际给大家讲讲DPF的再生操作。

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再生分为主动再生、服务再生和被动再生,其中主动再生又分为行车再生和驻车再生。进入主动和服务再生的条件如下:

●再生没有锁定;

●碳烟质量大于3.5g/L(不同的项目有所不同);

●没有DPF或发动机相关故障;

●DOC前端温度大于250℃,DPF前端温度大于120℃;

●蓄电池电压充足。

注:对于不同的厂家其具体数值和项目有所差异。

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被动再生是时时进行的,是NO2和O2对颗粒物的氧化,两者都可以是碳载量减小。

6.1 主动再生

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。

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同时在驾驶室里安装有DPF再生操作指示灯,对于不同的车型,其亮灯方式也会不同。

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DPF再生指示灯

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DPF灯黄色常亮,仪表显示正在驻车再生或行车再生,表示车辆正在驻车再生或行车再生;其中行车再生为车辆行驶过程中自动触发,无需司机进行其他操作。

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黄色DPF灯闪亮,提示需要驻车再生,司机将车辆停到安全地方(可根据实际情况选择再生,仍可继续运行10h),按下再生开关,进入驻车再生阶段,此阶段大约持续40分钟。

注:驻车再生未完成,切忌关闭发动机;若关闭发动机,会导致DPF高温,进而导致DPF损坏。

DPF再生开关,达到驻车在生条件,按下再生开关,进入驻车再生,达不到驻车再生条件,按下开关无反应。

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仪表显示碳载量为当前碳载量百分比,当碳载量为100%时,用户无需操作,车辆运行过程中达到要求,自动进入行车在生阶段。

6.2服务再生

当碳载量高于一定值时,服务再生指示灯点亮,驻车在生和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。

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同时在驾驶室里安装有DPF再生操作指示灯,对于不同的车型,其亮灯方式也会不同。

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6.3禁止再生

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当再生过程出现排气管漏烟或DPM单元漏液,则需要按下DPM再生禁止开关,此时DPF再生禁止灯会点亮,再生会被临时禁止;维修完成后,再次按下DPF再生禁止开关,此时灯会熄灭,发动机会再次触发驻车再生。

DPF在生禁止开关,按下此开关,再生暂时被禁止,再次按下,禁止状态解除。(文/卡车之家特约作者:共轨之家)

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