GPF颗粒捕捉器安装布置检测专项方案.docx

国VI GPF颗粒捕捉器部署检测处理方案
国六排放法规对汽油车颗粒物排放提出了更严格要求，相比于国五法规，颗粒物质量（PM）限值下降了33％，且新增对颗粒物数量（PN）限值要求。怎样降低汽油机颗粒排放，针对这个问题，各大整车厂选择安装汽油车颗粒捕集器（GPF）以此来应对国VI新标准。
一、何为GPF？
GPF是一个壁流式颗粒捕集装置，图1所表示，过滤体内有很多平行孔道，相邻两个孔道内一个只有进口开放，另一个只有出口开放。排气从开放进口孔道流入，经过GPF载体多孔壁面至相邻孔道排出，而颗粒物被滞留在孔道内，从而实现捕集作用。

图1 GPF结构示意
GPF即使能够有效捕集排气中颗粒物但伴随捕集颗粒增多，排气背压也会升高，影响汽车动力性和经济性。所以，当GPF中颗粒累积到一定程度时，经过调整发动机运行工况（比如断油、推迟点火角等），使GPF中颗粒氧化燃烧，即GPF再生，去除GPF中颗粒物。最终实现“捕集－再生－捕集”良性循环。

二、GPF安装部署形式
对于GPF在整车上部署安装方法，现在有FWC（Four-Way Catalyst）、CC（Close-Coupled）和UB（Under-body）三种形式，三种部署形式特点及优缺点如表1所表示。
表1 GPF部署形式及优缺点

三、满足国六GPF监测诊疗方案
依据整车边界条件、企业本身策略控制，安装部署方法等不一样来选择GPF检测方法，关键考虑以下三种监测方案：压差法、OSC法、温度法。
方案一：压差法
研究表明，GPF会对经过排气产生“阻碍”作用，其阻碍作用关键包含：过滤体壁面和覆盖其上颗粒流动阻力（ΔPwall），进出口通道沿程阻力（ΔPin&out）和排气流入流出时因为截面改变引发压缩/膨胀阻力（ΔPcont ΔPexp），这种“阻碍”作用宏观表现就是压降，即P1和P2会有一定压力差值，图2所表示。不一样状态下GPF，其压降表现也不一样，当GPF载体发生性能下降，甚至损坏、移除失时，排气流经GPF时压降就会发生对应改变。

图2 GPF压差传感器部署
针对国六法规对GPF监测要求，联合电子推荐GPF上安装压差传感器来满足法规。压差传感器能够对排气流经GPF时所产生压力降进行实时监测。图3所表示，若GPF上游和下游压差维持在较低水平，则能够判定为GPF移除或丢失；同时压差表现也能够作为GPF性能下降程度一个表征。

图3 GPF压降特征示意图
方案二：OSC法
因为FWC是一个带有涂层GPF，类似于催化器，所以FWC含有一定储氧能力。当对FWC进行“加浓减稀”时，前后氧传感器电压信号会产生一定“延迟”效应。在FWC上下游安装氧传感器，依据前后氧传感器电压信号“延迟”程度不一样，能够对载体完全损坏、移除甚至丢失进行诊疗，其原理等同于临界催化转化器诊疗。
方案三：温度法
因为GPF通常是由陶瓷载体（如董青石）制备而成，基于该载体材料热容存在，在发动机瞬态工况点，改变排气气流温度流经GPF时，在GPF下游温度相对上游温度会产生一定“延迟”效应。所以，诊疗从物理原理上说，可经过GPF上下游温度传感器，依据温度改变“延迟”程度不一样，对GPF移除或丢失进行诊疗，图4所表示。

图4 GPF温度特征
总而言之，针对不一样GPF部署方案及不一样用户需求，能够选择相对应诊疗方案来满足法规及用户需求。不一样诊疗方案监测能力对比可见表2所表示。

表2 GPF诊疗方案比较

*注：√能够满足,×不能满足
从表2能够看出，压差传感器监测能力比其它两种方案要高，而且如采取压差传感器，不仅能够为GPF颗粒再生控制提供如再生需求等信号支撑，而且为实现GPF堵塞等用户化诊疗需求提供了可能，故现在主流方案是采取压差传感器以满足法规和用户化需求。
汽油车颗粒捕集器（GPF）是满足严苛排放标准新增且关键后处理部件，在国六法规OBD部分中对颗粒捕集器监测要求，关键思想就是要立即有效地检测出颗粒捕集器性能下降故障，避免故障带来恶劣环境影响，降低在用车整体排放水平。

疑问解释：
问题一：什么原因决定GPF部署方法，是否和喷油方法相关？
针对GPF部署，现阶段主流部署方法有三种:1、紧耦合式(CC)；2、后置式(UB)；3、四元催化器形式(FWC)（在你发来网页中已经有所表现）。此三种部署形式各有利弊，但关键决定其关键部署形式还是以下原因：
1.捕集率。捕集率能够顾名思义就不再过多叙述，简单来讲就是捕集颗粒物效率。GPF部署越靠近发动机排气歧管，发动机排气背压越大，气流流速也就越大，那么捕集率就会降低，反之，就会升高。但也不是越远越好，这个度就是我们需要着重考虑和计算（现阶段各大GPF供给商和标定企业全部有比较完整数据）。
2.温度制约。使用紧耦合还是后置式，全部必需考虑温度场。GPF再生，是由温度决定，此温度能够由电喷标定特殊工况进行喷油来实现，但假如能在没有特殊工况下部署方法达成连续再生，就更为便捷。
3.整车边界条件。市场上车型已经不计其数，发动机部署和排气系统部署也五花八门。所以也必需依据各个车型本身情况，考虑多种限制条件来进行。通常来说，前置前驱车型比较难以实现紧耦合，前置后驱车型紧耦合较多。
4.考虑标定企业提出提议，各标定企业侧关键不一样或说实力不一样，从成本出发考虑，标定企业提议需进行考虑。
相关是否和喷油相关，GPF部署方法，和喷油是没相关系。发动机喷油无非进气道喷油及缸内直喷，和燃烧相关，和后处理关系不大。
问题二：每一个GPF安装方法，全部能够用OSC、压差、温度方法来进行检测吗？
三种检测方法侧关键不一样，但全部能达成检测GPF是否正常工作目标。我这边只提议主流压差检测，高效正确成本最低。

问题三：针对国六B你们是选择什么阳GPF安装方法和对应检测方法？
之前我们交流时候就提过，本企业商用车是前置后驱车型，采取紧耦合式安装方法且GPF带一定涂覆，我们部署比很好，能够把排气背压降到很低。本企业标定企业也提出这种方法进行标定。检测方法当然就确定为压差检测，在标定阶段辅助温度监控，如后期顺利能够取消温度传感器。
如有不一样意见，请自己斟酌！