你的汽车堵了吗？颗粒捕集器(GPF)浅析

大众汽车颗粒捕集器问题热度还没完全消散，纵观现在的汽车厂商几乎也都跟进了GPF技术，只有个别自然吸气发动机和使用燃油歧管喷射技术的车型没有应用GPF技术。那么问题来了，为什么是大众汽车？首先大众汽车是先进技术的引领者，就像当初的双离合变速器的搭载，也受到这样那样的质疑，但随后很多车企同样选择应用双离合，那这次是缸内直喷技术衍生出来问题。传统的汽油发动机都是燃油进气道喷射将燃料到进气道，在与空气预混合后进入气缸进行压缩、点火、燃烧。而汽油缸内直喷发动机在高压下通过共轨燃料管道直接喷射到气缸内，与气缸内高压气体混合后点火燃烧。缸内直喷发动机可根据发动机负荷的变化精确控制燃油量、喷射时间和点火时间，大大提高了燃烧效率和发动机功率输出，汽油缸内直喷发动机可以说从出现到现在都是最先进的发动机技术，大众也率先将此技术引进到了国内，但正是因为直喷技术它存在一个明显的问题就是在发动机冷启动时，由于气缸内温度较低、汽油的挥发性较低，直接喷射的燃料和空气的不均匀混合（分层）导致燃料的不均匀燃烧和颗粒物排放的增加，换言之缸内直喷在低温冷启动时更容易产生颗粒物的排放，之前大众汽车的颗粒捕集器堵塞、油耗增加抱怨大多都在冬季高发或是走停工况发动机温度低时发生也印证了这一点。

缸内直喷

所谓的颗粒物一般是指黑炭和灰分、有机部分、和硫酸盐颗粒。黑炭和有机部分均来自汽油燃料的不完全燃烧，灰分来自燃料和发动机机油中添加剂的燃烧，而硫酸盐颗粒来自燃料和机油中含硫的燃烧产物。随着国六法规的实施，车企为了满足法规排放要求，在发动机技术储备不足的情况下颗粒捕集器就应运而生，其实并不是仅大众汽车使用该技术，其他车企也出现了跟进的态势，现在几乎所有应用了缸内直喷技术的车型都配备了颗粒捕集器。颗粒捕集器不是一种新技术，柴油颗粒捕集器（DPF）的成功应用为汽油颗粒捕集器（GPF）的研发提供了重要的借鉴和经验，直白点说就是移植过来。汽油颗粒捕集器一般分附加和集成两大类。附加是指在发动机排气系统中加入单独的颗粒捕集器，其目的只是用于吸附颗粒物，而其他污染物由三元催化转化，大众汽车采用的就是这种。集成是指将三元催化和捕集器的功能都集中在一个新的三元催化上，美其名曰的四元催化，部分日系汽车采用的就是集成式的。GPF的设计结构通常为圆柱型陶瓷结构，再轴向上形成许多细小、平行通道且在相邻通道的每个端部交替堵塞，从而强迫废气气流通过多孔壁面，实现对颗粒物的捕集。

汽油颗粒的产生主要发生在发动机冷启动时，不像柴油颗粒产生贯穿于发动机整个运行过程中，而且颗粒捕集器上收集颗粒的总量与排气背压不成线性关系，所以无法通过背压降（排气流过捕集器产生的压力差）的大小变化来对颗粒进行实时控制主动再生，这就需要用户掌握颗粒捕集器再生方法(被动再生)。

颗粒捕集器背压降随颗粒总量增加变化示意图

汽油颗粒捕集器的再生机理主要是氧气氧化，其基本要素是要有足够高的温度和充足的氧气，因此可利用发动机减速时，采用燃油切断的办法在高温下引入空气（氧气）来再生汽油颗粒捕集器，也就是将车速提高到80Km/小时，松开油门让车辆进行滑行，此时发动机不喷油，进气不参与燃烧直接进入到颗粒捕集器，增加供氧量利用排气的高温燃烧掉堵塞的颗粒，反复几次就能达到再生的目的。

车辆再生标识

汽油颗粒捕集器捕集的灰分不可再生，那就要求设计之初要确保在车辆寿命内，汽油颗粒捕集器有足够的承受灰分的能力，不需要更换，作为用户应该使用0W20低灰分机油保养，平时添加高品质汽油，高品质汽油中硫、磷等杂质含量更少，防止颗粒捕集器的堵塞。通常颗粒捕集器越大，对压力降、过滤效率和灰分容量都更有利。综上所述，相信大家对颗粒捕集器了解以后，不会再谈之色变，现厂商已跟进了解决措施，相信在不久的将来，随着技术的日趋完善一定会给消费者带去更好的体验。