颗粒捕捉器(GPF)问题频发,如何破解排放升级“后遗症”

随着国六排放标准的实施,颗粒捕捉器被广泛应用于汽油车上,它能有效减少颗粒物的排放,是各大车企应对国六标准的“神器”。然而,随着国六车型在市场上大面积铺开,颗粒捕捉器的“病症”开始不断显现,因频繁堵塞引起动力差、油耗高等问题,使其成为了众矢之的。

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油耗增加、动力变差、启停功能失效……这一切的“罪魁祸首”就是源自近期被推到风口浪尖的颗粒捕捉器(GPF)。

随着国六排放标准的实施,颗粒捕捉器被广泛应用于汽油车上,它能有效减少颗粒物的排放,是各大车企应对国六标准的“神器”。然而,随着国六车型在市场上大面积铺开,颗粒捕捉器的“病症”开始不断显现,因频繁堵塞引起动力差、油耗高等问题,使其成为了众矢之的。

为消除后顾之忧,一些车主强行拆除颗粒捕捉器装置,某些修理厂也宣称可以为用户提供拆除、替换服务,并重新刷写发动机控制程序,以此来屏蔽后处理的传感器信号,避免车辆的限速、限扭情况的出现。此外,在百度贴吧、抖音、快手等平台,也能看到各种颗粒捕捉器替换教程,还可获取到替换管的报价。

“这种行为一旦成风,后果将不堪设想。不仅为车辆正常运行、年检埋下隐患,还严重阻碍了国六排放标准的有序推行。”某汽车品牌技术负责人表示。01GPF为何频繁堵塞
相较国五阶段,被誉为“史上最严”的国六排放标准在氮氧化物(NO<sub>X</sub>)和颗粒物(PM)排放限值上更为严格,并新增粒子数量(PN)的限值要求,同时增加了远程排放管理车载终端,对车辆排放进行监管。这一系列变化,对车辆发动机和后处理系统技术提出了更高要求。

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为应对排放升级,一部分汽车制造商通过提高轨压、改良多孔喷油器等方法,从源头减少排放物的产生;还有一些企业则着眼于机外净化,通过给发动机排气系统戴上“GPF口罩”,来减少颗粒物的排放。

“TWC(三元催化转换器)+GPF(颗粒捕捉器)是汽油机国六排放标准的主要技术路线。其中,TWC可用于处理汽车尾气中的碳氢化合物、氮氧化物和一氧化碳三种污染气体;GPF是由合成陶瓷材料制成,内部有蜂窝状过滤器结构,能够捕捉尾气中90%的微粒,有效控制颗粒物数目。当颗粒物吸附达到一定数量时,可在车辆高速运转情况下进行再生,将颗粒物变成二氧化碳排出。”天津大学教授姚春德介绍说,从技术路线分类来看,加装颗粒捕捉器的成本较低,且对颗粒的捕捉效果明显,在不改动发动机本体的情况下,依然能实现排放达标。

不过,因为充当着“守门员”的角色,颗粒捕捉器非常容易堵塞。尽管“再生功能”可以消耗部分颗粒物,但机油中的灰分等物质难以在高温下再生,久而久之就会使颗粒捕捉器“患病”。

据介绍,颗粒捕捉器堵塞的原因有很多,比如受燃油品质、使用环境等因素的影响。除此之外,在国六阶段,市面上大部分车型配装的是直喷发动机,如果在车流量密集的市区行驶,发动机长期保持低速运行,不利于燃油充分燃烧,且颗粒捕捉器也达不到主动再生的工况条件,致使颗粒物一直处于完全堆积状态,令排气背压上升,加剧颗粒捕捉器堵塞,从而造成车辆动力下降、油耗飙升等一系列问题。02“中招”车主难以纾困
目前,已有不少品牌的国六车型出现颗粒捕捉器堵塞问题。据部分车主反映,颗粒捕捉器堵塞后,会出现发动机排气故障、油耗飙升、动力减弱、车辆启停功能失效、换挡顿挫等问题。

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那么,当颗粒捕捉器堵塞后,到底该如何解决?

对此,有业内专家表示,解决堵塞的惟一路径是让颗粒捕捉器实现主动再生,以此清除碳颗粒。而想要完成这一操作,就要减少发动机怠速运转时间,尤其是在低温季节,如果让发动机长时间处于低转速状态(颗粒捕捉器达不到工作温度),就会导致积聚和产生更多的颗粒物。

“我的车买了不到一年,颗粒捕捉器就已经出现两次堵塞的情况,到4S店询问解决方案,给出的建议是让车辆在高速公路上以较高车速行驶一段时间。如果GPF堵塞情况达到较高等级,可以到4S店进行车间再生。”在车主袁先生看来,4S店给出的“跑高速”方案并不合理,而且治标不治本。

他进一步说道,“绝大多数购买车辆的车主都是用于市内通行,为解决颗粒捕捉器再生,隔一段时间就要进一次高速公路,这与购车的初衷严重不符,再者进入高速公路所产生的油费和路费由谁来承担,也是一个棘手问题。”

毋庸置疑,对于4S店和厂商提出“避免长时间短途行车,多以60~70公里/小时的状态行驶”的解决方案,大多数车主并不买账。经过一段时间的发酵,部分厂商终于做出正面回应,并推出了新的解决方案,对发动机的软硬件进行免费升级。具体来说,就是优化再生逻辑和发动机程序,升级后,车辆在相对较低的时速下,GPF也可实现再生。不过,从部分车主反馈来看,车辆升级后,不但疏堵效果不佳,而且油耗更高,车辆抖动的问题也更为明显。

“这是典型的‘头痛医头,脚痛医脚’。最讽刺的是这个权宜之计还没有彻底消除‘病灶’。希望厂家可以从实际出发,切实解决颗粒捕捉器堵塞的问题。另外,未来颗粒捕捉器如何维保,需要厂家给我们一个明确答复。”袁先生说。

据了解,由于饱受颗粒捕捉器堵塞困扰,部分车主无奈之下自行或到改装店强行拆除了颗粒捕捉器。对此,有业内人士直言,如果强行拆除GPF,发动机会跳出故障码,进而出现限速、限扭等状况,GPF也会丧失质保。另外,拆除GPF后,车辆很难达到国六标准要求,一旦遇到流动尾气检测点,很可能会面临处罚,年审时也难以过关,实在是得不偿失。03治“堵”还需技术赋能
“在后处理系统中,GPF是最容易出现问题的部件,对燃油的清洁度和含硫量要求非常严格。从用户使用环节来看,应尽可能选择高品质燃油和机油,否则会产生更多的颗粒物。”据姚春德介绍,劣质的燃油会造成GPF“硫中毒”,出现“梗阻”的情况。另外,在集成式后处理系统中,GPF和其他部件是串联关系,很容易引发‘一堵全堵’的问题,给尾气后处理装置带来不可逆的损害。

与此同时,在解决避免GPF堵塞的问题上,不应把成本和困扰转嫁给用户,想要根治还需车企乃至整个行业,在技术上有进一步突破。

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有业内人士指出,由于国家相关部门并未对颗粒捕捉器设立统一标准,各大车企在材料选择、通道设计、目标工况等方面是完全自主的,这就导致颗粒捕捉器的质量参差不齐。

“从技术层面来看,满足国六排放标准,要么从发动机的源头切入,要么从后处理末端下手。但由于国五升级国六的过渡期较短,一些外资企业一时无法满足排放要求,不得不选择在欧Ⅴ排放标准车型的基础上加装颗粒捕捉器,以此达到国六标准。但由于准备不够充分、代替技术不够成熟,导致GPF堵塞问题大面积爆发。”姚春德说。

在他看来,国六a排放标准仅是个开始,未来国六b阶段,使用直喷发动机的车型几乎都要加装颗粒捕捉器。对此,车企应在技术研发、产品设计上,考虑得更加全面,对发动机进行重新标定,进一步提升关键部件的匹配度,从而保证颗粒捕捉器的健康运行。

“面对严格的国六排放标准,颗粒捕集器的确发挥了重要作用,但也催生出一些新问题,这需要车企能够认真反思,找出问题的根本原因。”姚春德表示,目前市场上出现的大量颗粒捕捉器堵塞问题,本质上还是排放标准升级的步子迈得太快,加装GPF也是企业的权宜之计。未来随着排放标准的进一步升级,车企若仍将重心放在“查漏补缺”上,无异于饮鸩止渴。希望车企和行业在排放控制路径的选择上,能够更多地考虑用户利益,实实在在地推动技术进步。

本文来自中国汽车报,详情请查看原文链接

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