1、工作原理

DPF 是降低柴油机排气颗粒物(PM )最有效的技术。DPF(Diesel Particulate Filter)安装在柴油车排气系统里,通过过滤来降低排气中颗粒物(PM)。与 DOC、POC、SCR 等后处理技术相比,DPF 能够有效地净化排气中 70%-90%的颗粒,是净化柴油机颗粒物最有效、最直接的方法之一。

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DPF 工作原理示意图

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压差传感器

目前国五重卡后处理技术以SCR 为主,轻卡部分采用 DPF;但预计国六DPF将被重卡、轻卡大规模使用。分乘用车、商用车,乘用车主要使用汽油机,颗粒物排放较少,使用三元催化器即可,DPF 主要用于商用车,DPF 所使用的颗粒捕捉器系统会因排量不同产生较大成本差异,在国五标准下,3.5 吨以上的重型车基本还是延续国四的技术路线,采用 SCR(选择性催化还原技术,利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理)方案;3.5 吨以下的轻型车采用两种方案,一是 EGR(废气再循环) DPF(颗粒捕集器) DOC(微粒催化转换器),二是 SCR 技术,但多数以前者为主。

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2、国六临近 环保升级,DPF市场提前来临

DPF未来市场增长,主要受两个因素:

1:柴油机国六标准将于2020 年实施,加严对空气颗粒物的要求,提升DPF需求。从国一到国六基本是按照欧洲排放标准来限制中国汽车的排放。

2:雾霾严重地区提前要求加装DPF,推广地区有望扩展。在国六正式推广之前,部分北方雾霾严重地区已经要求车辆提前加装 DPF 控制颗粒物排放。

二、DPF再生方式

DPF能过滤大部分颗粒,但是捕集器在工作过程中,微粒会积存在过滤器内,导致柴油机排气背压增加,当排气背压超过一定值时,柴油机工作开始明显恶化,导致发动机动力性跟经济性等性能降低,必须及时除去沉积的微粒,使过滤器恢复到原来的工作状态,即是我们所说的“再生”

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正常DPF颗粒捕捉器

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再生系统根据再生原理的不同可分为主动、被动再生系统两大类

主动再生:利用外界能量来提高捕集器内的温度,使微粒着火燃烧,当捕捉器中的温度达到550℃时,沉积的颗粒物就会氧化燃烧,如果温度达不到550 ℃,过多的沉积物就会堵塞捕捉器,这时就需要利用外加能源(例如电加热器,燃烧器或发动机操作条件的改变)来提高DPF内的温度,使颗粒物氧化燃烧。

被动再生:利用燃油添加剂或者催化剂来降低微粒的着火温度,使微粒能在正常的柴油机排气温度下着火燃烧,添加剂(有铈,铁和锶)要以一定的比例加到燃油中,添加剂过多会影响DOC的寿命,但是如果过少,就会导致再生延迟或再生温度升高。

主、被动再生方式有很多种方法,比较容易实现的有下面几种再生方式:

一是喷油加热、二是电加热再生、三是DOC辅助DPF再生、四是CRT/CCRT 不过电加热电瓶的损害较大,并且不易在中小型车上实现,再生方式成本高;喷油加热:燃烧器加热再生即在过滤器的入口处设置燃烧器,喷入柴油跟二次空气,燃烧后引燃微粒进行再生的方法 采用该方法需提供额外燃油,并且对温度及司机驾驶有一定的要求,因此需额外加装一套调节燃料跟空气供给量的自动调节控制系统,所以成本各方面较高

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MANNUAL 就是DPF指示灯

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DPF指示灯

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以进口五十铃为例,当DPF需要再生时,需操作按扭来完成,控制系统根据预设定的排气背压判断DPF的再生时机,比如达到预设值时,喷油泵工作并产生压力,而喷油器在DOC在排气管中喷入柴油,其中喷入的柴油与排气在直管中混合雾化,通过DOC使柴油氧化并发出热量来提高发动机的排气温度,控制系统通过喷油脉宽来调节喷油量使温度达到PM(颗粒物)的着火点,点燃DPF中的PM;当温度达到PM的着火温度并维持一个预设定的时间时,喷油系统自动停止喷油,再生完成

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被动再生是指不需要外部干预的再生方式,利用NO跟碳烟在过滤载体表面的低温燃烧反应的一种再生方式 与主动再生相比,被动再生需要的温度较低,可以实现DPF的连续再生 CRT跟CCRT的区别:CRT不带催化涂层的DPF,而CCRT的DPF微粒捕集器载体上涂有催化剂 在再生工作中,氧化器所产生的NO在微粒捕集器继续可以产生NO2来氧化颗粒物,使得该系统可以更加完全的去除过滤网的颗粒物 总的来说,这种再生系统安装简单,维护的工作比较少,这几种常见方法有利也有弊,喷油加热可能对于司机的使用成本会高些,因为达到一定压力时需通过喷油来进行再生;而CCRT则相对要更实惠些 其实目前各车企大多数都是使用SCR技术路线,不过DPF技术路线也有,因为涉及到再生问题,所以在现实采用该路线的比较少

三、注意问题

DPF的为什么不能用水清洗?

第一点:DPF的结构决定,DPF的内部结构其实是一个陶瓷结构,表面添加了一层贵金属结构,这样就可以满足吸附颗粒的方法,和SCR的结构很像,但是还是有很大的区别,因为DPF的陶瓷结构是壁通式的,也就是说通过DPF的气体很像我们空气滤芯,通过的气体必须通过滤纸的道理一样,所以如果用水来清洗的时候,会破坏掉表面的贵金属特性,而且只会让碳灰越堵越多,而且没有任何效果

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第二点:DPF的功能决定,DPF的功能是吸附PM颗粒,当DPF表面被碳灰堵满后,系统会给DPF下达一个“再生”的命令,也就是强制使得表面的碳灰再次燃烧生成可以通过DPF结构的气体,但是如果我们不遵循原始的功能,直接利用水去清洗,碳和水混合后在凝固下来,那么就是彻底的堵塞了

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第三点:DPF的性能决定,DPF自身工作温度在400~650℃之间,那么当用水洗完后如果内容没有进行烘干,就会造成整个结构的炸裂,自身都是陶瓷结构,如果高温情况下存在水的话,那么非常容易出现裂纹,造成整个系统功能丧失

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为什么现在市面上那么多人说用水清洗后,问题就解决了呢?

其实现在加装了DPF设备的车还是少数,大部分是早期使用EGR系统的国四车辆,以及在北京,深圳等排放标准要求高的城市会有部分车辆加装,车辆虽然在少数,但是堵塞情况很多,之前一直说的都是SCR尿素堵塞问题,解决方法就是利用清洗设备清洗消音器,因为SCR消音器结构是全通的,并且本身就是喷射液体尿素进行反应的,所以用液体清洗损伤的要小得多

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但是DPF确不一样,壁通式结构水洗后,虽然可以导通结构,但是内部结构完全破坏,就好像之前很多人用电钻在SCR消音器上面钻两个窟窿,虽然堵塞问题解决了,但是功能丧失了,因为正规的“国六”标准还没有实施,所以很多加装了DPF的“国五 ”车在监控方面并没有对DPF吸收的颗粒进行控制,所以很多车辆用水清洗完成后,堵塞背压高的问题能解决,但是并不知道吸收PM颗粒的功能已经丧失,等到监控法规系统一加装上面,可能就需要掏上几万的费用去更换新的

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