顆粒物捕集器DPF
是一種安裝在柴油發(fā)動機排放系統(tǒng)中的陶瓷過濾器, 可以捕捉發(fā)動機尾氣中的碳顆粒,將其燃燒,變成無害的二氧化碳。為滿足柴油機國六和非道路四階段法規(guī)對顆粒物排放的嚴苛要求,后處理采用DPF技術路線為理想選擇。
圖1:DPF系統(tǒng)示意圖
DPF的控制難點是什么?
DPF的控制難點在于碳載量估算及再生溫度控制,不當?shù)目刂茣е翫PF在再生過程中燒蝕、碎裂,甚至引發(fā)失火??得魉古欧盘幚硐到y(tǒng)由于其精確的控制能力,在國六已售車市場上鮮有發(fā)生DPF失效。
DPF碳載量是如何計算的?
DPF碳載量模型由基于模型的碳載量估算與基于壓差傳感器的碳載量估算組成,二者經(jīng)過復雜的計算輸出碳載量模型估計值。
基于模型的碳載量估算是根據(jù)發(fā)動機原排煙度、碳顆粒與NO2的氧化反應速率、與O2的氧化反應速率,在實時溫度和流量條件下計算DPF內累積的碳載量。
基于壓差傳感器的碳載量模型是基于DPF載體兩端的壓差傳感器讀值計算出DPF中累積的碳載量。
如圖2所示,康明斯系統(tǒng)碳載量模型計算值與實際稱重結果非常接近。
圖2:碳載量估算值與實際值對比
DPF再生溫度是如何控制的?
當碳載量累積到一定值時,系統(tǒng)會觸發(fā)再生燃燒去除DPF中累積的碳。再生是通過外置噴油器或缸內噴油器后噴將柴油引入尾氣,柴油在DOC內氧化燃燒以提升尾氣溫度將下游DPF內累積的碳顆粒燃燒消耗。再生原理示意圖如下所示。
圖3:再生原理
再生的技術難點有二:
一是 DOC出口溫度控制能力。再生通過管理DOC出口溫度控制DPF內累積的碳顆粒穩(wěn)定的氧化燃燒,由于DPF內部溫度變化相比DOC出口溫度有滯后性,其控制難度不言自明??得魉咕邆渚_的溫度控制算法和豐富的產(chǎn)品經(jīng)驗,開發(fā)的DPF產(chǎn)品溫度控制精確而可靠。
二是設置合理再生目標溫度??得魉笵PF的再生目標溫度設置會結合不同的碳載量,并通過惡劣的工況下驗證,以保證系統(tǒng)在不同的工況條件下均能安全進行再生,避免DPF被燒毀。