康明斯后处理技术专家解密国六DPF再生控制

　　什么是DPF?

　　颗粒物捕集器DPF

　　是一种安装在柴油发动机排放系统中的陶瓷过滤器， 可以捕捉发动机尾气中的碳颗粒，将其燃烧，变成无害的二氧化碳。为满足柴油机国六和非道路四阶段法规对颗粒物排放的严苛要求，后处理采用DPF技术路线为理想选择。

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图1：DPF系统示意图

　　DPF的控制难点是什么?

　　DPF的控制难点在于碳载量估算及再生温度控制，不当的控制会导致DPF在再生过程中烧蚀、碎裂，甚至引发失火。康明斯排放处理系统由于其精确的控制能力，在国六已售车市场上鲜有发生DPF失效。

　　DPF碳载量是如何计算的?

　　DPF碳载量模型由基于模型的碳载量估算与基于压差传感器的碳载量估算组成，二者经过复杂的计算输出碳载量模型估计值。

　　基于模型的碳载量估算是根据发动机原排烟度、碳颗粒与NO2的氧化反应速率、与O2的氧化反应速率，在实时温度和流量条件下计算DPF内累积的碳载量。

　　基于压差传感器的碳载量模型是基于DPF载体两端的压差传感器读值计算出DPF中累积的碳载量。

　　如图2所示，康明斯系统碳载量模型计算值与实际称重结果非常接近。

　　

图2：碳载量估算值与实际值对比

DPF再生温度是如何控制的?

　　当碳载量累积到一定值时，系统会触发再生燃烧去除DPF中累积的碳。再生是通过外置喷油器或缸内喷油器后喷将柴油引入尾气，柴油在DOC内氧化燃烧以提升尾气温度将下游DPF内累积的碳颗粒燃烧消耗。再生原理示意图如下所示。

　

图3：再生原理

　再生的技术难点有二：

　　一是 DOC出口温度控制能力。再生通过管理DOC出口温度控制DPF内累积的碳颗粒稳定的氧化燃烧，由于DPF内部温度变化相比DOC出口温度有滞后性，其控制难度不言自明。康明斯具备精确的温度控制算法和丰富的产品经验，开发的DPF产品温度控制精确而可靠。

　　二是设置合理再生目标温度。康明斯DPF的再生目标温度设置会结合不同的碳载量，并通过恶劣的工况下验证，以保证系统在不同的工况条件下均能安全进行再生，避免DPF被烧毁。