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云内国六后处理系统(3-4)

   2020-11-27 2410
核心提示:主动再生过程:通过后喷燃油(后喷1或HCI)经过氧化放热,为DPF再生提供所需要的热量,使废气中残余的氧气与DPF中沉积的碳进行反应,并生成二氧化碳排出,达到减少DPF内碳烟的目的。
 3.DPF系统
   1) DPF应用原理

国六阶段对柴油机颗粒物生产的总量(PM)要求大幅下降,同时增加控制颗粒物个数(PN)的限制。云内国六柴油机采用国六主流技术路“EGR+DOC+DPF+SCR+ASC。
       DPF是以壁流式蜂窝陶瓷块为滤芯的微粒捕集器(通过扩散、沉积、撞击(大于5μm大微粒)、捕集(<100nm小微粒)机理来过滤柴油机尾气中颗粒物的捕集器)。即:拦截随着载体上沉积的颗粒越来越多,当DPF中的碳烟达到一定量之后,排气背压增大柴油机性能便开始下降,将启动再生功能,使碳烟颗粒燃烧,进而达到清除碳烟目的(模型和里程再生),以便DPF能持续不断的收集排气捕集效率高达95%以上,最终中的颗粒物,DPF的颗粒达到降低柴油机的颗粒排放(PM),以满足国六法规要求。
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2) 废气再循环系统
  > EGF阀的功能
    通过EGR率可以使氮氧化合物(NOx)排出物降低,但同时会碳氢化合物(HC)、PM排出物增加,燃油消耗增加,故氮氧化合物、碳氢化合物两者之间是此消彼长的关系。
   > EGR阀工作原理
     ECU发出占空比指令控制EGR阀电机工作,EGR阀的开启或关闭,在通过EGR阀位置传感器反馈信号给ECU进行监控调整,从而形成闭环控制。
     EGR介入工作时必须引入部分排气管中的废物进行气缸内,虽然降低尾气中的氮氧化合物(NOx),同时还将产生一定的碳烟颗粒。EGR率一般控制在20%以内

3)
 DPF对油品的要求
     燃油的选择:必须添加满足国六排放法规的低硫柴油(硫含量小于10㎎/㎏),以防后处理器中毒堵塞;

4)
 机油的选择
     为延长后处理器清灰里程,请加注云内动力专用或正规厂家生产的“CK-4级”、“E6级”或更高等级的低灰分柴油机机油。(请根据环境气温选择合适标号的机油)

4.DPF再生模式
      在DPF工作过程中沉积的碳烟颗粒会逐渐增加排气阻力,恶化柴油机性能,因此必须及时予以清除,这个过程即为再生过程。DPF的再生过程分为被动再生和主动再生两种形式。

1)
 主动再生
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主动再生过程:通过后喷燃油(后喷1或HCI)经过氧化放热,为DPF再生提供所需要的热量,使废气中残余的氧气与DPF中沉积的碳进行反应,并生成二氧化碳排出,达到减少DPF内碳烟的目的。

2) 
被动再生
      被动再生过程:即硬件自身原因发生的被动性再生过程。
      柴油机排气中的NOx(主要为NO)通过DOC后被氧化为NO2,而NO2与DPF中的碳反应,生成NO、CO2、CO排出,达到减少DPF中碳烟的目的。
      尾气中的NO在DOC的作用下生成NO2,NO2对被捕集的碳烟有很强的氧化能力,利用产生的二氧化碳(NO2)作为氧化剂除去DPF中的碳烟并生成CO2,而NO2又被还原为NO,从而达到去除碳烟的目的。
      在大负荷高速行驶情况下,发动机在高排温(T5温度300-450℃)情况下把碳直接烧掉。
 
3) 强制再生
      针对用户不正常使用的替代再生方式。如:司机长期使用再生禁止、再生过程强制中断导致行车再生无法进行,容易造成碳载量过高。强制再生即人为干预性的再生过程,一般是主动/被动再生过程不能烧掉DPF内的碳烟颗粒物,或者DPF进入再生被反复中断无法实现再生,此时仪表相关指示灯电亮提示需要人文干预进行再生以烧掉DPF内的碳烟颗粒。
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> 强制再生过程分为以下2种方式:
      ■ 仪表DPF再生指示灯电亮,提醒驾驶员“需要驻车再生”,驾驶员寻找安全地带,按下DPF再生开关进行驻车再生。
      ■ 仪表DPF再生指示灯电亮,提醒驾驶员“需要服务再生”,驾驶员需要到服务站进行先清灰/在进行DPF再生操作。
      DPF再生指示灯&仪表

4)
 DPF再生指示灯&仪表
当进入DPF再生后,仪表和发动机表现的特征:
       ● 发动机怠速时转速提升至1000-1500转(不同机型标定的转速有差异)。
       ● 仪表上DPF再生相关指示灯电亮(不同状态点亮不同的灯,或改变指示灯颜色)。
微信图片_20201127142109      因各汽车厂仪表生产规范和定义可能不一致,上述指示灯仅作为参考,实际以车辆仪表和汽车厂相关说明为准。
      提醒驾驶员DPF碳载量过高,如果整车厂需要不同的亮灯方式和颜色,通过仪表配置可实现模式:
      ■ 熄灭:碳载量在正常范围内;
      ■ 常亮:碳载量过高,需要进行原地再生;
      ■ 闪烁:碳载量严重超标,禁止再生,需要去服务站先清灰处理,在进行DPF再生。

5)
 DPF高排温指示&禁止再生指示
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DPF再生过程
     ■ 当T5温度超过650℃时,DPF高温指示灯常亮,提醒驾驶员排温过高,再生中断;
     ■ 当T5温度降低至620℃时,高温指示灯熄灭,可重新进入再生。
     DPF再生过程,虽然排气温度未达到超温限值(高排温指示灯未点亮),如果周围环境不允许(如加油站、易燃易爆物附近,路面树叶、杂草、废纸等),为确保安全,请立即按下禁止再生开关,终止再生。

6)
 DPF再生请求
碳载量限值

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     亮灯规则:各汽车厂配置的仪表亮灯规则可能不同,即:部分汽车厂可能针对不同的限值点亮不同的DPF碳载量指示灯,部分汽车厂采用一颗灯通过不同颜色(黄/红)、不同方式(常亮/闪烁)提醒。
     DPF触发碳载量限值和碳载量报警器:后续可能有所调整,届时以最新发布为准。

7)
 DPF再生保证

为保证DPF再生有效性,DPF对排气系统保温要求:
      ■ 要求增压器出口温度300±5℃时,增压器出口到DOC前温降小于20℃,如果达不到上述温度要求标准,减少挠性管长度或增加保温强度;
      ■ 增压器出口到后催化器安装口之间的挠性管,长度(距离)小于1.2m;同时必须加保温材料(耐温不小于800℃,导热系数小于0.04W/m.k),材料厚度不小于8mm;
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      为保证排气温度DPF能正常进入再生,不允许私自篡改排气管位置及长度

8) 
DPF再生边界条件(进入再生条件&退出再生条件)
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9) 原地触发再生(手动DPF再生&服务站DPF再生)

 > 再生开关触发再生:
   整车因条件受限无法完成自主再生或报出DPF轻度超载故障(基于第一级,DPF指示灯闪烁)时,可以进行人为强制再生,可以通过整车上的再生开关触发;
 > 服务站诊断仪原地再生:
   若报出DPF重度超载故障(基于第二级,DPF指示灯常亮)时,需查明碳烟颗粒超载原因,处理存在故障并对DPF进行清灰,最后使用诊断仪触发原地再生功能。
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由于原地再生时车辆处于静止状态,在再生时DPF温度不容易散发,为此:
      ● 要求一:维修人员时刻监控排温情况T85排温不能高于650℃;
      ● 要求二:原地再生时排气管需包裹、DPF后处理器需与整车其他部位做好隔热保护措施,以防因DPF烧融发生火灾。

>
 诊断仪动态再生触发
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从安全的角度出发,建议DPF再生过程采用动态再生方式。

>
 DPF驻车再生过程转速变化

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> 主/被喷再生方式
  当DPF中的碳烟达到一定量之后,需要再生DPF,即达到再生条件时,ECU开启后喷烧掉DPF中累积的碳烟,以便DPF能持续不断的收集排气中的颗粒物。在被动再生的同时提供全自动驻车再生方式。

驾驶员手动再生操作流程
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DPF后处理器堵塞处理
      ● 发动机报DPF后处理器堵塞故障(基于第二级,DPF指示灯闪烁)时,不能进行任何形式的主动再生,需要将DPF拆除进行清灰处理或者更换新DPF后处理器,或者因DPF后处理器堵塞导致发动机动力不足或无法正常启动的情况时,需将DPF拆除进行清灰处理或者更换新DPF后处理器。
       ● 注意:更换新的DPF后处理器后需要通过诊断仪对ECU进行“DPF重置”操作,具体如下。

诊断仪触发DPF重置操作见下表:

       在DPF损坏进行更换的时候,需要将ECU内部的关于DPF的值进行重置,让ECU识别这是一个新的DPF.
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10)
 DPF载体清洗
       云内动力后处理系统在发动机正常工作情况下,30万公里免清洗。
       DPF长时间运行以后燃烧剩下的灰分和碳烟颗粒会在DPF上累积(如:使用保养维护不当(加注非国六柴油和非CK-4级别机油,进气系统过脏等)、发动机排放劣化、发动机达到正常磨损极限等情况下),使发动机的排气背压增加,再生里程变短,再生频繁,需要进行DPF清洗。> DPF拆装要求
       ● 用记号笔在后处理前段(DOC+DPF)与后段(SCR+ASC)之间划线记录它们在圆周方向的相对位置。
       ● 先把前管与DOC之间的法兰连接螺纹连接松开
       ● 拧松前段(DOC+DPF)与后段(SCR+ASC)进行抱箍。
       ● 把前段(DOC+DPF)的吊挂拆掉取下,用支架把后段(SCR+ASC)进行固定。
       ● 安装的过程与上述过程相反。
注意:拆卸后后前段与后段之间的垫片必须更换。
> 背压测试:
       通过给定一定的气量,测试DPF清背压测试洗前后的背压变化。
       马弗炉:提供高温的环境,将DPF中的SOF和soot烧去(相当于再生)
微信图片_20201127142207粉尘清理设备:使用一小束高压气体将DPF内的灰分和未烧除的碳颗粒吹出(去除不可再生的颗粒)
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11) 
再生成功
> 基于运行累积(里程)的再生成功判定
      ■ 以里程作为再生判断条件时:一般以T5温度和时间作为再生是否成功的依据。再生运行模式下,T5温度高于550℃累积达1200s(20分钟),才能认为再生成功。因此,代表加载程度得里程数只在再生运行模式下,T5温度高于550℃才会递减,相应加载程度将随之降级。在这种条件下累积1200s(20分钟)才视作再生成功。
      ■ 如再生过程中,加载程度为降级至2即返回普通运行模式,视作再生不成功。此时剩余的代表加载程度的里程数并不代表真实DPF碳加载量,只要其余条件符合,将继续进入再生运行模式,并T5温度高于550℃重新累计1200s(20分钟)才视作再生成功。
> 基于碳载量的再生成功判定
      ■ 碳载量按照仿真模型进行计算,当碳载量降级至0级(碳载量﹤3g)时,即判定为再生成功。如再生过程中,碳加载等级未降级至0即返回普通运行模式,视作再生不成功。
      ■ 再生成功后碳载量将会初始化为﹤3g(D20&D25&D30)、﹤4g(D40&D43&D45&D47)。
若再生因条件不满足而中断退出,发动机会在适当的时侯(满足再生条件)重新进入再生模式。

 
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