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          云內國六后處理系統(3-4)

             2020-11-27 7589
          核心提示:主動再生過程:通過后噴燃油(后噴1或HCI)經過氧化放熱,為DPF再生提供所需要的熱量,使廢氣中殘余的氧氣與DPF中沉積的碳進行反應,并生成二氧化碳排出,達到減少DPF內碳煙的目的。
           3.DPF系統
             1) DPF應用原理

          國六階段對柴油機顆粒物生產的總量(PM)要求大幅下降,同時增加控制顆粒物個數(PN)的限制。云內國六柴油機采用國六主流技術路“EGR+DOC+DPF+SCR+ASC。
                 DPF是以壁流式蜂窩陶瓷塊為濾芯的微粒捕集器(通過擴散、沉積、撞擊(大于5μm大微粒)、捕集(<100nm小微粒)機理來過濾柴油機尾氣中顆粒物的捕集器)。即:攔截隨著載體上沉積的顆粒越來越多,當DPF中的碳煙達到一定量之后,排氣背壓增大柴油機性能便開始下降,將啟動再生功能,使碳煙顆粒燃燒,進而達到清除碳煙目的(模型和里程再生),以便DPF能持續不斷的收集排氣捕集效率高達95%以上,最終中的顆粒物,DPF的顆粒達到降低柴油機的顆粒排放(PM),以滿足國六法規要求。
          微信圖片_20201127142058
           
          2) 廢氣再循環系統
            > EGF閥的功能
              通過EGR率可以使氮氧化合物(NOx)排出物降低,但同時會碳氫化合物(HC)、PM排出物增加,燃油消耗增加,故氮氧化合物、碳氫化合物兩者之間是此消彼長的關系。
             > EGR閥工作原理
               ECU發出占空比指令控制EGR閥電機工作,EGR閥的開啟或關閉,在通過EGR閥位置傳感器反饋信號給ECU進行監控調整,從而形成閉環控制。
               EGR介入工作時必須引入部分排氣管中的廢物進行氣缸內,雖然降低尾氣中的氮氧化合物(NOx),同時還將產生一定的碳煙顆粒。EGR率一般控制在20%以內

          3)
           DPF對油品的要求
               燃油的選擇:必須添加滿足國六排放法規的低硫柴油(硫含量小于10㎎/㎏),以防后處理器中毒堵塞;

          4)
           機油的選擇
               為延長后處理器清灰里程,請加注云內動力專用或正規廠家生產的“CK-4級”、“E6級”或更高等級的低灰分柴油機機油。(請根據環境氣溫選擇合適標號的機油)

          4.DPF再生模式
                在DPF工作過程中沉積的碳煙顆粒會逐漸增加排氣阻力,惡化柴油機性能,因此必須及時予以清除,這個過程即為再生過程。DPF的再生過程分為被動再生和主動再生兩種形式。

          1)
           主動再生
          微信圖片_20201127142101

          主動再生過程:通過后噴燃油(后噴1或HCI)經過氧化放熱,為DPF再生提供所需要的熱量,使廢氣中殘余的氧氣與DPF中沉積的碳進行反應,并生成二氧化碳排出,達到減少DPF內碳煙的目的。

          2) 
          被動再生
                被動再生過程:即硬件自身原因發生的被動性再生過程。
                柴油機排氣中的NOx(主要為NO)通過DOC后被氧化為NO2,而NO2與DPF中的碳反應,生成NO、CO2、CO排出,達到減少DPF中碳煙的目的。
                尾氣中的NO在DOC的作用下生成NO2,NO2對被捕集的碳煙有很強的氧化能力,利用產生的二氧化碳(NO2)作為氧化劑除去DPF中的碳煙并生成CO2,而NO2又被還原為NO,從而達到去除碳煙的目的。
                在大負荷高速行駛情況下,發動機在高排溫(T5溫度300-450℃)情況下把碳直接燒掉。
           
          3) 強制再生
                針對用戶不正常使用的替代再生方式。如:司機長期使用再生禁止、再生過程強制中斷導致行車再生無法進行,容易造成碳載量過高。強制再生即人為干預性的再生過程,一般是主動/被動再生過程不能燒掉DPF內的碳煙顆粒物,或者DPF進入再生被反復中斷無法實現再生,此時儀表相關指示燈電亮提示需要人文干預進行再生以燒掉DPF內的碳煙顆粒。
          微信圖片_20201127142105

          > 強制再生過程分為以下2種方式:
                ■ 儀表DPF再生指示燈電亮,提醒駕駛員“需要駐車再生”,駕駛員尋找安全地帶,按下DPF再生開關進行駐車再生。
                ■ 儀表DPF再生指示燈電亮,提醒駕駛員“需要服務再生”,駕駛員需要到服務站進行先清灰/在進行DPF再生操作。
                DPF再生指示燈&儀表

          4)
           DPF再生指示燈&儀表
          當進入DPF再生后,儀表和發動機表現的特征:
                 ● 發動機怠速時轉速提升至1000-1500轉(不同機型標定的轉速有差異)。
                 ● 儀表上DPF再生相關指示燈電亮(不同狀態點亮不同的燈,或改變指示燈顏色)。
          微信圖片_20201127142109      因各汽車廠儀表生產規范和定義可能不一致,上述指示燈僅作為參考,實際以車輛儀表和汽車廠相關說明為準。
                提醒駕駛員DPF碳載量過高,如果整車廠需要不同的亮燈方式和顏色,通過儀表配置可實現模式:
                ■ 熄滅:碳載量在正常范圍內;
                ■ 常亮:碳載量過高,需要進行原地再生;
                ■ 閃爍:碳載量嚴重超標,禁止再生,需要去服務站先清灰處理,在進行DPF再生。

          5)
           DPF高排溫指示&禁止再生指示
          微信圖片_20201127142113

          DPF再生過程
               ■ 當T5溫度超過650℃時,DPF高溫指示燈常亮,提醒駕駛員排溫過高,再生中斷;
               ■ 當T5溫度降低至620℃時,高溫指示燈熄滅,可重新進入再生。
               DPF再生過程,雖然排氣溫度未達到超溫限值(高排溫指示燈未點亮),如果周圍環境不允許(如加油站、易燃易爆物附近,路面樹葉、雜草、廢紙等),為確保安全,請立即按下禁止再生開關,終止再生。

          6)
           DPF再生請求
          碳載量限值

          微信圖片_20201127142119
               亮燈規則:各汽車廠配置的儀表亮燈規則可能不同,即:部分汽車廠可能針對不同的限值點亮不同的DPF碳載量指示燈,部分汽車廠采用一顆燈通過不同顏色(黃/紅)、不同方式(常亮/閃爍)提醒。
               DPF觸發碳載量限值和碳載量報警器:后續可能有所調整,屆時以最新發布為準。

          7)
           DPF再生保證

          為保證DPF再生有效性,DPF對排氣系統保溫要求:
                ■ 要求增壓器出口溫度300±5℃時,增壓器出口到DOC前溫降小于20℃,如果達不到上述溫度要求標準,減少撓性管長度或增加保溫強度;
                ■ 增壓器出口到后催化器安裝口之間的撓性管,長度(距離)小于1.2m;同時必須加保溫材料(耐溫不小于800℃,導熱系數小于0.04W/m.k),材料厚度不小于8mm;
          微信圖片_20201127142123
                為保證排氣溫度DPF能正常進入再生,不允許私自篡改排氣管位置及長度

          8) 
          DPF再生邊界條件(進入再生條件&退出再生條件)
          微信圖片_20201127142128

          9) 原地觸發再生(手動DPF再生&服務站DPF再生)

           > 再生開關觸發再生:
             整車因條件受限無法完成自主再生或報出DPF輕度超載故障(基于第一級,DPF指示燈閃爍)時,可以進行人為強制再生,可以通過整車上的再生開關觸發;
           > 服務站診斷儀原地再生:
             若報出DPF重度超載故障(基于第二級,DPF指示燈常亮)時,需查明碳煙顆粒超載原因,處理存在故障并對DPF進行清灰,最后使用診斷儀觸發原地再生功能。
          微信圖片_20201127142131
          由于原地再生時車輛處于靜止狀態,在再生時DPF溫度不容易散發,為此:
                ● 要求一:維修人員時刻監控排溫情況T85排溫不能高于650℃;
                ● 要求二:原地再生時排氣管需包裹、DPF后處理器需與整車其他部位做好隔熱保護措施,以防因DPF燒融發生火災。

          >
           診斷儀動態再生觸發
          微信圖片_20201127142136
          從安全的角度出發,建議DPF再生過程采用動態再生方式。

          >
           DPF駐車再生過程轉速變化

          微信圖片_20201127142153

          > 主/被噴再生方式
            當DPF中的碳煙達到一定量之后,需要再生DPF,即達到再生條件時,ECU開啟后噴燒掉DPF中累積的碳煙,以便DPF能持續不斷的收集排氣中的顆粒物。在被動再生的同時提供全自動駐車再生方式。

          駕駛員手動再生操作流程
          微信圖片_20201127142159

          DPF后處理器堵塞處理
                ● 發動機報DPF后處理器堵塞故障(基于第二級,DPF指示燈閃爍)時,不能進行任何形式的主動再生,需要將DPF拆除進行清灰處理或者更換新DPF后處理器,或者因DPF后處理器堵塞導致發動機動力不足或無法正常啟動的情況時,需將DPF拆除進行清灰處理或者更換新DPF后處理器。
                 ● 注意:更換新的DPF后處理器后需要通過診斷儀對ECU進行“DPF重置”操作,具體如下。

          診斷儀觸發DPF重置操作見下表:

                 在DPF損壞進行更換的時候,需要將ECU內部的關于DPF的值進行重置,讓ECU識別這是一個新的DPF.
          微信圖片_20201127142203

          10)
           DPF載體清洗
                 云內動力后處理系統在發動機正常工作情況下,30萬公里免清洗。
                 DPF長時間運行以后燃燒剩下的灰分和碳煙顆粒會在DPF上累積(如:使用保養維護不當(加注非國六柴油和非CK-4級別機油,進氣系統過臟等)、發動機排放劣化、發動機達到正常磨損極限等情況下),使發動機的排氣背壓增加,再生里程變短,再生頻繁,需要進行DPF清洗。> DPF拆裝要求
                 ● 用記號筆在后處理前段(DOC+DPF)與后段(SCR+ASC)之間劃線記錄它們在圓周方向的相對位置。
                 ● 先把前管與DOC之間的法蘭連接螺紋連接松開
                 ● 擰松前段(DOC+DPF)與后段(SCR+ASC)進行抱箍。
                 ● 把前段(DOC+DPF)的吊掛拆掉取下,用支架把后段(SCR+ASC)進行固定。
                 ● 安裝的過程與上述過程相反。
          注意:拆卸后后前段與后段之間的墊片必須更換。
          > 背壓測試:
                 通過給定一定的氣量,測試DPF清背壓測試洗前后的背壓變化。
                 馬弗爐:提供高溫的環境,將DPF中的SOF和soot燒去(相當于再生)
          微信圖片_20201127142207粉塵清理設備:使用一小束高壓氣體將DPF內的灰分和未燒除的碳顆粒吹出(去除不可再生的顆粒)
          微信圖片_20201127142211

          11) 
          再生成功
          > 基于運行累積(里程)的再生成功判定
                ■ 以里程作為再生判斷條件時:一般以T5溫度和時間作為再生是否成功的依據。再生運行模式下,T5溫度高于550℃累積達1200s(20分鐘),才能認為再生成功。因此,代表加載程度得里程數只在再生運行模式下,T5溫度高于550℃才會遞減,相應加載程度將隨之降級。在這種條件下累積1200s(20分鐘)才視作再生成功。
                ■ 如再生過程中,加載程度為降級至2即返回普通運行模式,視作再生不成功。此時剩余的代表加載程度的里程數并不代表真實DPF碳加載量,只要其余條件符合,將繼續進入再生運行模式,并T5溫度高于550℃重新累計1200s(20分鐘)才視作再生成功。
          > 基于碳載量的再生成功判定
                ■ 碳載量按照仿真模型進行計算,當碳載量降級至0級(碳載量﹤3g)時,即判定為再生成功。如再生過程中,碳加載等級未降級至0即返回普通運行模式,視作再生不成功。
                ■ 再生成功后碳載量將會初始化為﹤3g(D20&D25&D30)、﹤4g(D40&D43&D45&D47)。
          若再生因條件不滿足而中斷退出,發動機會在適當的時侯(滿足再生條件)重新進入再生模式。

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