2017年7月1日起，全國范圍正式實施機動車國五排放標準。就輕卡而言，大部分產品都在使用SCR后處理技術路線（即燒尿素的技術路線）。目前還有一款不燒尿素的國五技術，就是DPF技術。柴油機顆粒捕捉器（DPF）被公認為是目前最為有效的顆粒凈化后處理技術，也是目前商用前景最好的后處理技術之一。



一、柴油機排放物應對措施

為了滿足國四、國五排放法規要求，目前國內常用的技術路線有以下兩種：


1） SCR系統——高效燃燒去顆粒，添加尿素降氮氧！



通過燃油噴射系統優化（高壓共軌、單體泵）和噴油提前正時以降低顆粒物（在機內減少PM優化發動機功率），再使用SCR技術降低因燃燒優化而產生的NOx排放（在排氣中添加尿素處理降低NOx）。



2）EGR系統——控制燃燒降氮氧，尾氣處理去顆粒！



通過EGR廢氣再循環技術降低排放中NOx（在發動機機內處理降低NOx），再用顆粒捕集器（DPF/POC后處理技術）捕集因使用EGR而略有增加的顆粒物，從而達到同時降低NOx和PM的效果。



國IV階段：



一般采用EGR+DOC+POC的控制策略：

DOC可有效的降低HC和CO，去除PM中的部分SOF。降低PM效率可到10%~30%

POC捕捉顆粒物，通過氧化燃燒被動再生。POC降低PM效率可達30%~80%，該系統沒有明顯的排氣背壓升高，不易造成排氣管堵塞。



國V階段：


一般采用EGR+DOC+DPF的控制策略：

DPF需要附加主動再生系統，控制相對復雜；DPF降低PM效率可達80%~95%，正因為DPF的捕捉轉化效率非常高，所以有背壓升高和堵塞的危險。



3）國Ⅵ的排放會更加苛刻，單獨采取DPF或是單獨采取SCR都不能滿足國Ⅵ排放，因此國六階段將會采取DPF+SCR的技術路線。



國Ⅵ策略如下圖所示：


我們看到國Ⅵ階段排氣系統布置有較大的改變。排氣管分成了三段式的，第一段為DOC(柴油氧化型催化器)氧化排氣中未燃的HC（碳氫）、CO（一氧化碳）、SOF（可溶有機物）、效率達70%~80%；



DOC可以氧化部分PM中的碳顆粒。 DOC作為POC/DPF催化器的前級將NO氧化成NO2，提高POC/DPF的入口溫度，NO2用來氧化C（碳）顆粒。DOC一般以金屬鉑和鈀為催化劑，因此對燃油中的S（硫）非常敏感，如果柴油中含硫量高，極容易造成DOC硫中毒。DOC作為SCR催化器的前級，將NO（一氧化氮）氧化成NO2（二氧化氮），增加SCR催化劑的還原性能。


第二段為DPF（柴油機顆粒捕捉再生器）



DPF一般采用壁流式過濾器，依靠交替封堵載體孔進出口，強迫氣流通過多孔壁而實現顆粒的捕捉。前級DOC催化器氧化與柴油機缸內燃燒產生的NO生成NO2。進入DPF后，NO2分子鍵在較低溫度（250℃左右）即可斷裂，產生的氧氣與被捕捉的C顆粒燃燒行成CO2。柴油機大部分的普通行駛工況都能滿足DPF中的再生溫度（250℃~500℃）因此可以有效的去除PM。


最后一段為SCR系統，前期有詳細講解的相關文章，就不在此做過多的贅述！



二、DPF的實現方式

目前DPF再生方式有以下4種：



再生方式一（主動再生）：



通過壓差傳感器監控排氣背壓，當背壓上升到一定數值后；ECU控制專用噴嘴往排氣管理噴射柴油，在排氣管中形成燃燒火焰使DPF內部溫度上升到600℃~620℃，將捕捉到的顆粒物燃燒成CO2排出去。



再生方式二（主動再生）：



ECU控制發動機噴油器在燃燒后期進行再生噴油，噴出的柴油通過發動機排氣行程排到排氣管，并在排氣管內燃燒使排氣溫度升高、使DPF內部溫度上升到600℃~620℃將捕捉到的顆粒物燃燒成CO2排出去。



再生方式三（主動再生）：



在顆粒捕捉器采用電加熱方法形成高溫，將捕捉到的顆粒燃燒成CO2排出去。



再生方式四（被動再生）：

采用在燃油里加添加劑，降低顆粒燃燒的溫度、使捕捉到的顆粒在較低的溫度下即可燃燒成CO2排出去。

目前市面上常見的再生方式為前兩種！



三、DPF注意事項 

1、DPF后處理器對油品要求



必須添加滿足國V排放法規的低硫柴油（硫含量小于10ppm）以防后處理器中毒堵塞；同時為延長后處理器清灰里程；推薦使用CJ-4級及以上級別的機油。



潤滑油的灰分對DPF會造成較大影響，如果潤滑油的灰分大會較容易造成DPF堵塞。



潤滑油灰分：是油品完全燃燒后剩下的殘留物（不燃物）。



（如果柴油質量較差，容易導致DPF中毒、堵塞等情況，所以必須使用符合規范燃油）



2、DPF觸發再生的條件



1）里程數觸發再生（當到達一定里程時觸發DPF再生。）



2）DPF壓差信號觸發再生（通過壓差傳感器檢測排氣壓差，當達到一定值時觸發再生）



3）碳加載量觸發再生（通過ECU內部數據模型計算出碳加載量，通過此值再生）


如圖我們看到當碳載荷小于18g時采用被動再生，發動機正常運轉，此時儀表無明顯異常。

當碳載荷大于18g小于30g時采用主動再生，發動機正常運轉、排氣處理系統出口溫度高于正常范圍、高排溫燈持續點亮。


提示：此時，排氣口附近應遠離易燃品！

當碳載荷大于30g小于40g時采用駕駛者再生、即駕駛者的手動再生。達到被動再生條件時，

顆粒捕捉器燈常亮


，原地再生可用；此時需要駕駛者提供再生的機會，改變發動機載荷，啟動原地再生。



當碳載荷大于40g小于45g時需要服務站進行再生處理，達到被動再生條件，原地再生可用。此種情況，顆粒捕捉器燈常亮。





發動機故障燈常亮、



發動機嚴重降扭，系統會報DPF堵塞相關故障碼。此時必須進行原地再生。


當碳加載量大于45g時，需對DPF進行處理。此時需要停機，主動再生不可用、被動再生不可用。停機指示燈點亮



嚴重降扭，此時需要尋求服務支持。



3、再生請求的條件和現象DPF



再生觸發有一個很明顯的現象即怠速會從原來正常的怠速自動升至 1000 轉/分（康明斯系統一般為1500轉/分），這樣做的目的是再生的起始溫度會大大增加，同時 DPF 燈會被點亮。



4、再生溫度要求



國五發動機 DPF 后處理器再生時對 T4（DOC 前溫度）、T5（DPF 前溫度） 溫度都有一個門檻值要求，為確保 DPF 再生過程中能夠有較好的溫度表現， 確保再生的質量和效果，同時保護整車的其它部件不受高溫影響，需要對排氣管路進行必要的包裹。



5、再生成功與否判斷提示



  DPF燈會熄滅，怠速會從原來的1000轉降低到正常怠速700轉。



6、整車無法再生成功后人為強制操作方法



整車因條件受限無法完成自主再生或報出  DPF堵塞故障（基于  SOOTLOADING 第一級)時，可采取人為強制再生，人為強制再生是通過診斷儀完成的；一種是動態再生，一種是原地再生（通過輔助設備再生）



7、DPF 后處理器堵塞處理辦法



發動機報 DPF 后處理器堵塞（基于壓差）、DPF 后處理器堵塞（基于 SOOT LOADING 第二級)時，不能進行任何形式的主動再生；需要將 DPF 拆除，進行清灰處理或者更換新 DPF 后處理器；或者因 DPF 后處理器堵塞導致發動機動力不足或無法正常啟動的情況時，需更將 DPF 拆除進行清灰處理或者更換新 DPF 后處理器。



注意：更換新的 DPF 后處理器后需要通過診斷儀對 ECU 進行“DPF 重置”操作。在 DPF 損壞進行更換的時候，需要將 ECU 內部的關于 DPF 的值進行重置， 讓 ECU 識別這是一個新的 DPF。