汽車gpf是什么意思、汽車GPF是什么意思啊

2024-06-06 15:00:06

上一篇文章我們對汽車的排放標準進行了介紹，隨著各地國六標準的實施，這樣一個東西進入了我們的視線，它就是GPF。

一、什么是GPF/DPF？

GPF（Gasoline Particulate Filter）它叫做汽油顆粒捕集器（DPF-Diesel Particulate Filter這個是柴油顆粒捕集器）這是一種安裝在汽油發動機排放系統中的陶瓷過濾器，它可以捕捉廢氣中的顆粒物。汽油車的很多技術都是從柴油車上演變過來的，這個技術也不例外，那如果你一直關注柴油車，想必你一定知道這個東西。

國六標準的實施，我們知道對排放限值的要求更加苛刻，而且還加入了PN的限值，GPF就是來解決汽車排放的這些PM、PN等顆粒物。

GPF是一種壁流式的捕集裝置，它以蜂窩陶瓷為載體，是一個圓柱形的結構，內部有很多平行的孔道，相鄰的兩個孔道一個堵住入口，一個堵住出口，廢氣從出口上圖左側進入，然后在捕集器內部通過攔截、碰撞、擴散、重力沉降等方式不斷積聚，從而達到積累顆粒物的目的，過濾后的廢氣從上圖右側的孔道排出。

二、GPF的再生

隨著顆粒物的不斷捕捉，排氣的背壓會升高，燃油油耗增加，發動機性能下降，因此GPF需要適時將捕集的顆粒燃燒掉，即進行再生。GPF內部的再生原理可以用以下兩個化學方程式表達：

1、GPF內部溫度高于580度，且氧氣濃度大于0.5%時發生下面化學反應：

C+O2=CO2

2、在GPF內部溫度高于800℃，且沒有氧氣時，發生如下化學反應：

C+H2O=CO+H2

3）對于存在催化涂覆的GPF（cGPF），當250℃- 450℃之間時還可以進行被動再生及連續再生反應:

C+2NO2=CO2+2NO

GPF的再生分為被動再生和主動再生兩種：

被動再生指的是在日常駕駛工況下通過駕駛員松踏板時，發動機斷油，大量氧氣進入GPF，實現再生。

主動再生指的是在被動再生無法滿足的情況下，車輛在特殊工況(例如：保持80KM/h跑高速30分鐘)下運行，利用ECM給發動機指令，后推點火角，使得尾氣溫度升高，待GPF溫度升高后，再減少空燃比（過量氧氣），實現GPF再生。

需要注意的是GPF再生無法移除灰分（CaO，P2O5，ZnO，SO3，Fe2O3），隨著時間的累積，積滿后，需要到維修站更換GPF。

三、GPF的車輛布置方式

接下來我們再來聊聊GPF的布置位置，它究竟布置在車輛的什么地方呢？

GPF的布置一般有三種常見的布置位置（上圖）：

1、后置式UB，即GPF布置在三元催化器的后面；

2、四元催化器的形式FWC，即GPF和三元催化器合二為一；

3、緊耦合式CC，即GPF和三元催化器集成到一體安裝；

目前，汽車上比較常用的是后置式UB和緊耦合式CC兩種形式，它們各自優缺點如下：

后置式UB的優點是布置方便、過濾效率高，缺點入口溫度低，被動再生比較困難。

緊耦合式CC的優點是入口溫度高，被動再生容易。缺點是會增加三元催化器的體積，不容易布置。過濾效率稍低。

備注：由于FWC是一種帶有涂層的GPF，類似于催化器。

四、GPF的檢查方法

根據GPF的布置方式，目前有三種主流檢測GPF的方式：溫度法、OSC法、壓差法。

1、溫度法

由于GPF一般是由陶瓷載體（如董青石）制備而成，基于該載體材料熱容的存在，在發動機瞬態工況點，變化的排氣氣流溫度流經GPF時，在GPF下游溫度相對上游溫度會產生一定的“延遲”效應。因此，診斷從物理原理上說，可通過GPF上下游的溫度傳感器，根據溫度變化“延遲”程度的不同，對GPF移除或丟失進行診斷。

GPF溫度特性

2、OSC法

由于FWC是一種帶有涂層的GPF，類似于催化器，因此FWC具有一定的儲氧能力。當對FWC進行“加濃減稀”時，前后氧傳感器的電壓信號會產生一定的“延遲”效應。在FWC上下游安裝氧傳感器，根據前后氧傳感器電壓信號“延遲”程度的不同，可以對載體完全損壞、移除甚至丟失進行診斷，其原理等同于臨界催化轉化器診斷。

3、壓差法

研究表明，GPF會對通過的排氣產生“阻礙”作用，其阻礙作用主要包括：過濾體壁面和覆蓋其上的顆粒的流動阻力（ΔPwall），進出口通道的沿程阻力（ΔPin&out）以及排氣流入流出時由于截面變化引起的壓縮/膨脹阻力（ΔPcont+ΔPexp），這種“阻礙”作用的宏觀表現就是壓降，機P1和P2會有一定的壓力差值，如圖2所示。不同狀態下的GPF，其壓降表現也不同，當GPF載體發生性能下降，甚至損壞、移除失時，排氣流經GPF時的壓降就會發生相應變化。

GPF壓差傳感器布置

針對國六法規對GPF監測要求，聯合電子推薦GPF上安裝壓差傳感器來滿足法規。壓差傳感器可以對排氣流經GPF時所產生的壓力降進行實時監測。如圖所示，若GPF上游和下游的壓差維持在較低水平，則可以判定為GPF移除或丟失；同時壓差表現也可以作為GPF性能下降程度的一種表征。

GPF壓降特性示意圖

在三個檢查方法中，壓差法是最有效的檢查方法，很多車輛都采用這種檢查方法。

在GPF的進出口位置各有一個檢查的線路，通過一個壓差傳感器來進行檢測。

那通過上面的講解我想你對汽車的GPF有了一定的了解，那你現在思考這樣一個問題，是不是國六的車都帶有GPF呢？

由于國六標準分為國六a和國六b兩個階段，所以并不是所有國六的車輛都帶有GPF裝置，這個你要清楚，一般來說國六a的車輛可能沒有GPF裝置，國六b的車輛裝有GPF裝置。

那我們如何區分國六的車輛是否帶有GPF裝置呢？

后置式的GPF我們可以看GPF的兩端是否有壓力傳感器即可，即上圖這樣的結構。

緊耦合式的GPF可以看到三元催化器的后面多出一個東西，右側的這個就是帶有GPF的三元催化器。

上述兩種方法都是通過車輛結構特點來進行識別，但是有的沒有舉升機，你也無法看到車輛底部的情況，這種情況我們可以通過網絡方式進行查詢。

1、登入機動車環保網；