深入了解柴油颗粒过滤器系统
目录
- 什么是柴油颗粒过滤器（Diesel Particle Filter，DPF）
- DPF的重要作用
- DPF的工作原理
- DPF的不同类型
- DPF的故障症状与常见问题
- 主动再生过程
- 添加剂系统与DPF
- DPF的维护与保养
- 使用汽车诊断工具进行DPF的故障诊断
- Garage Gurus社区介绍
🚗 什么是柴油颗粒过滤器（Diesel Particle Filter，DPF）
柴油颗粒过滤器（DPF）也被称为柴油颗粒捕捉器或FAP，是柴油车辆排放控制系统中的一个重要组成部分。自2005年起，DPF成为柴油车几乎标配的零部件，其主要功能是捕捉并积累排放气体中的固体颗粒物，以防止它们被释放到大气中。DPF通过其多孔壁，让已经被催化的气体流经，而将固体颗粒物留在其内部。
🌍 DPF的重要作用
DPF在柴油车辆的排放控制系统中扮演着关键的角色。其主要目的是将排放气体中的有害物质转化为不会对人类或环境造成伤害的物质。固体颗粒物包括有毒的颗粒物和多环芳烃等物质，它们对人体健康和环境都有害。DPF通过将固体颗粒物储存起来，并在适当的条件下进行再生，将其转化为二氧化碳等无害物质，从而起到净化排放气体的作用。
🔧 DPF的工作原理
DPF的工作原理主要分为两个步骤：积累与再生。
首先，DPF通过其多孔壁捕捉固体颗粒物，而已经被催化的气体则通过多孔壁流经，进入排气管，并排入大气中。随着时间的推移，固体颗粒物在DPF内积累，导致滤网堵塞，从而增加了排气阻力。
为了减少阻塞，DPF通过进行再生来彻底处理固体颗粒物。再生过程分为主动再生和被动再生两种方式。
- 主动再生: 主动再生是通过提高排气气温至约550摄氏度来实现的。在此温度下，过滤器内积累的碳颗粒与氧气发生氧化反应，形成二氧化碳，并随催化气体一起通过多孔壁排入大气中。由于氧化反应会释放出大量热量，这有助于维持再生过程。
- 被动再生: 被动再生是在行驶过程中自动发生的再生过程。当条件适合时，DPF会自行进行再生，以降低滤网的堵塞程度。被动再生通常在每400至800公里的行驶里完成，对驾驶员来说是不可感知的，不会对车辆的使用造成任何限制。
📦 DPF的不同类型
市场上存在着几种不同类型的DPF:
- 可拆卸型催化转化器和独立设备式颗粒过滤器: 催化转化器和颗粒过滤器是独立构件。
- 催化转化器和颗粒过滤器的组合式设备: 催化转化器和颗粒过滤器装在同一个排气管内，但有各自独立的功能。
- 离排气歧管较远的颗粒过滤器: 这种颗粒过滤器中包含催化转化器和覆盖过滤器，但是与进气歧管安装位置较远。
- 接近排气歧管的封闭式颗粒过滤器: 这种颗粒过滤器被安装在排气歧管处，并且装有催化转化器和覆盖过滤器。这种类型的颗粒过滤器用于一些设计上温度较低的车辆，以增加升温速度。
不同类型的DPF是根据车辆设计和排放要求而定，每种类型都有其优点和缺点。
⚠️ DPF的故障症状与常见问题
DPF在某些特定的行驶条件下会出现故障，并且在出现问题时会有一些常见的症状。
主要问题是当车辆进行短途行驶时，尤其是在城市内行驶且发动机冷启动时。这些条件下，发动机工作温度和负荷都不够理想，导致完整有效地对滤网进行再生过程变得困难。因此，固体颗粒物在滤网内积累，导致排气气体排出困难，影响到气缸内的燃烧效果。
在一些车辆中，当固体颗粒物累积达到一定程度（约30g或滤网堵塞程度达到46%）时，仪表盘会亮起警示灯，提醒驾驶员需要进行一定驾驶周期以进行完全再生。通过以发动机工作温度为80公里/小时以上、中高转速行驶约半小时可以完成完整再生。如果没有在规定的时间内进行完全再生，固体颗粒物将继续堆积，导致排气气体无法顺利排出。在极端情况下，这可能导致发动机故障和性能下降。
值得注意的是，某些发动机或电子部件的问题可能会导致DPF无法正确再生或无法启动再生过程。在这种情况下，应尽快修复发动机控制系统，或暂停使用车辆。对于使用添加剂系统的DPF，如果添加剂不足，仪表盘上的警示灯将亮起。如果在预定的时间内没有加入更多的添加剂，车辆将启动保护策略，逐渐降低性能，并在最后的选择上阻止发动机启动主动再生。
🔥 主动再生过程
DPF系统具有一个主动再生过程，可以通过提高排气气温来启动。在满足一定条件的情况下，DPF系统的控制单元会提高排气气温，并开始进行再生过程。
在主动再生过程中，引擎控制单元会激活预热塞，并特别控制燃油喷射系统、涡轮增压系统和废气再循环系统。空气吸入通过部分关闭进气歧管蝶阀来调节，以减少来自外部的新鲜空气量。在某些车辆中，还有一个旁路系统用于绕过中冷器的空气吸入，以防止燃烧室和排气气体在发动机负荷下瞬时冷却。
发动机控制单元会关闭废气再循环系统，以增加燃烧室和排气管中的氧气含量。这会增加燃烧室的峰值燃烧温度，进而提高进入滤网的气体温度。在某些系统中，涡轮增压器压力被调节得更加激进，以使涡轮上方的空气加热，提高进入滤网的气体温度。
然后，在主喷射之后，会发生第一次后喷射，使燃烧的最终温度增加。在排气阶段，会出现一次或多次喷射，注入到排气管中。这些喷射的燃料不会在气缸内燃烧，而是在排气管中蒸发，并与气体充分混合。这会释放出大量的热量，加热滤网上的碳颗粒。如此一来，烟灰颗粒被氧化，DPF可以再次开始进行再生。
💉 添加剂系统与DPF
一些DPF系统采用燃料添加剂电路。必须仔细控制储液罐中的化学品（通常是铈盐）的水平和给药系统。如果缺乏添加剂，碳颗粒将无法氧化，因为再生程序提供的升温最高只能达到450摄氏度，比无添加剂设计的系统所需的氧化温度低100摄氏度。因此，必须精确控制添加剂的数量。
🛠️ DPF的维护与保养
为确保DPF的正常运行和延长使用寿命，应定期进行维护和保养。
- 定期检查和更换空气滤清器，以防止杂质进入发动机并影响排气质量。
- 使用高质量的燃油，以减少颗粒物的生成。
- 定期进行长途行驶，以提高DPF的再生效率。
- 定期维护车辆的发动机控制系统，以确保再生程序的正常启动。
请记住，DPF是排放控制的重要组成部分，不正确的维护可能导致不必要的故障和性能问题。
🔧 使用汽车诊断工具进行DPF的故障诊断
当DPF系统出现故障时，可以使用汽车诊断工具进行故障诊断。
诊断工具可通过连接到车辆的诊断接口，读取和解析与DPF系统相关的故障码。这些故障码可以帮助您确定DPF系统中的问题，包括排气温度传感器故障、排气歧管压力传感器故障、废气再循环系统故障等。根据故障码，您可以采取相应的措施，如修复或更换故障部件，以恢复DPF系统的正常运行。
使用汽车诊断工具进行DPF的故障诊断可以提高效率和准确性，减少由于猜测导致的不必要的维修费用。
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FAQ
Q：什么是DPF？
A：DPF是柴油颗粒过滤器，也称为柴油颗粒捕捉器，是柴油车排放控制系统中的一个重要组件。
Q：DPF的作用是什么？
A：DPF的作用是捕捉并积累排放气体中的固体颗粒物，以防止它们被释放到大气中，并将固体颗粒物转化为无害物质。
Q：如何进行DPF的再生？
A：DPF的再生可以通过主动再生和被动再生两种方式进行。主动再生是通过提高排气气温来实现的，而被动再生是根据行驶条件自动发生的。
Q：如果DPF出现故障，该怎么办？
A：当DPF系统出现故障时，可以使用汽车诊断工具进行故障诊断，并根据故障码进行相应的修复或更换故障部件。
Q：如何进行DPF的维护与保养？
A：为确保DPF的正常运行，建议定期检查和更换空气滤清器，使用高质量的燃油，进行定期的长途行驶，并对发动机控制系统进行定期维护。
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