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"捷径" 是否值得?解读GPF颗粒捕集器

  纠错  2021/6/2 11:10:00  纠错 推荐指数: ★★★  

 电动机崛起,内燃机式微,汽车正变得枯燥而乏味。一种观点认为,燃油车已经度过了巅峰时期,转而开始走下坡路。从技术角度看,燃油车依然有着充分的存在价值,然而电气化变革势在必行,把内燃机逼进死胡同也是策略的一部分。为实现上述目标,排放法规成为了最好的政策工具。最近几年,燃油车开始广泛配备颗粒捕集器(GPF),这固然满足了排放限值要求,却也催生出一些新问题。

时至今日,节能减排成为了汽车行业的主旋律,任何车企都必须予以重视。然而,降低排放是个十分宽泛的概念,本质上深究起来并不是一回事。作为化石燃料(汽油/柴油)消耗率的另一种展现形式,二氧化碳排放量时常被人们提及。二氧化碳无色无味无毒,并不是严格意义上的污染物,但它会加剧温室效应。真正造成污染的主要是一氧化碳,碳氢化物,氮氧化物和挥发性有机物,因此世界主要国家均出台了严格的法律法规,限制上述有害气体的排放。

国6b不仅是中国历史上最为严格的排放标准,全球范围内恐怕也只有欧6d能够与之匹敌。国6b的CO限值与欧6d相同,但对碳氢化合物和NOx排放提出了更高要求。排放法规已然落地,但发动机技术突破不可能一蹴而就,从根本上解决问题难度太大。为此,众车企找到了一条“捷径”——把已经产生的污染物收集起来。在这一背景下,GPF颗粒捕集器应运而生。

GPF的英文全称为gasoline particulate filter,字面意思是汽油颗粒过滤器。顾名思义,GPF是一套应用于汽油发动机的尾气后处理装置,以蜂窝陶瓷为载体捕捉微粒排放物质。GPF无法控制发动机本身的排放,只是在尾气处理的最后阶段实施“净化PLUS”,避免污染物进入大气。

GPF之所以具备过滤功能,是因为过滤壁面使用了特殊材质。GPF过滤材料主要包括堇青石,碳化硅,钛酸铝以及合金,现阶段应用最为广泛的堇青石。堇(jǐn)青石是一种硅酸盐矿物,主要优点在于耐火性好,受热膨胀率低,机械强度高,同时制造成本也比较低。

在排放压力下,捕集率自然成为了主机厂的重点考量。一般而言,GPF位置越靠近发动机排气歧管,发动机排气背压越大,尾气流速也就越大,捕集率则相应降低。后置式GPF捕集率高,对排气背压和油耗的影响较小,只需占用底盘中后部有限的空间,成本方面相对可控,成为了业界的主流选择。当然,后置式GPF也存在一些缺点,例如易积碳,再生频次高,被动再生难。

GPF再生可分为被动再生和主动再生两种类型。GPF被动再生发生频次更高,在日常驾驶中即可实现。驾驶员松开加速踏板时,发动机停止供油,大量氧气进入GPF,与吸附在过滤壁面上的颗粒发生氧化反应,从而实现被动再生。GPF主动再生需要刻意干预,通常发生在特殊工况下。例如,长时间高速+恒速行驶时,ECU发出指令推后点火角,提高尾气温度,再降低空燃比以提供过量氧气,为再生过程创造条件。

编辑点评:面对严苛的国6b标准,GPF颗粒捕集器发挥了重要作用,将污染物排放量控制在限值范围内。GPF的功能逻辑是“从出口”着手,用过滤装置把颗粒留住,却没能解决发动机排放这一根本问题。对于车企而言,GPF无疑是一条捷径,见效非常之快。但对于消费者来说,GPF维护难度较高,极端使用条件下可能需要频繁实施再生,用户体验不够理想。如果您的座驾配备了GPF,日常使用中不妨多关注动力响应和油耗数据,避免颗粒捕集器成为“负资产”。

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