HCI系统主要由HCI喷射系统、DOC总成、DPF总成组成,整体架构如图7-6所示。 发动机控制模块(ECU)根据温度传感器测到的温度信息实时监控DPF总成,PM传感器(通常安装在后处理装置总成的末端)将颗粒物含量信号传输到发动机控制模块,由此发动机控制模块对DPF的碳载量进行计算,判定是否需要主动再生以及主动再生的喷油量因此,可以将HCI系统称为主动再生时的燃油喷射系统,该系统的作用是控制DOC( Diesel Oxidation Catalyst,柴油机氧化催化器)具备燃油喷射的喷射精度,燃油在DOC中发生氧化反应,将进入DPF的排气温度提高到600℃以上,使得碳颗粒在DPF中被氧化因此,HCI系统也称为DPM喷射系统。 HCI喷射系统控制DOC前端的燃油喷射精度,主要包括燃油计量单元( Metering Unit,MU)和燃油喷射单元( Injection Unit,IU)两个部件,如图7-7所示。
②主动再生模式:车辆在高速公路上行驶,发动机因排气温度较高而自发实现DPF再生,但在城市工况、堵车等低速低负荷工况下,发动机排气温度较低,如果发动机的排气温度达不到被动再生条件(排气温度250~450℃),那么需要发动机系统主动向DOC中喷射燃油进行氧化反应(燃烧),将排气温度提高到550℃以上,为DPF再生提供所需的热量,使碳颗粒在燃烧中氧化生成二氧化碳,达到减少DPF内碳烟的目的。
因此,这种由发动机控制模块进行监测并主动执行的再生工作模式,称为主动再生模式。
主动再生过程是通过发动机主动多喷油来完成的,其过程是相当耗油的,而且排气温度会升高很多。因此,只有当被动再生不能进一步减少碳烟或保持较低积碳量时,主动再生才会被触发。
低排气温度下的主动再生反应原理如图7-11所示。
③原地再生模式:原地再生模式只有在车辆静止状态下才能被启用,一般来说,当积炭量超过一定限值时,组合仪表的DPF指示灯将点亮,在此情况下,驾驶员才能通过驻车并按下原地再生开关来启用原地再生模式。
组合仪表的DPF指示灯如图7-12所示。
实际上,原地再生模式也是一种主动再生模式,只不过是通过驾驶员操作相关功能件来启用的。需要说明的是,并不是所有品牌及发动机电控系统都配置原地再生模式,如果发动机电控系统自行执行的主动再生功能足够完善,那么可以不用配置原地再生模式。
(6)DPF清理。车辆实际运行期间,当DPF捕捉到一定量的颗粒后,燃油中的硫会在高温下形成硫酸盐颗粒,造成颗粒排放升高。
硫酸盐附着在载体涂层表面,破坏涂层,产生有毒有害物质,阻碍气态催化反应,使再生失效,造成发动机出现限扭。
除了灰分燃烧不充分外,烧机油也会造成DPF彻底堵塞,排气背压上升,影响到发动机性能。排放的碳烟颗粒物堵塞DPF载体的气道后,PM无法完全再生烧掉。出现这种情况只有采用人工方式把DPF拆下来,用专业的设备进行清理。
常见的有高温加热、超声波十清洗剂、水十清洗剂循环的清洁方式。
①高温加热清洁方式。在该方式下,通过600℃高温标准流程来加热DPF载体,从而降解碳颗粒物。当自然降温后,再通过吹扫方式将DPF载体清洁干净。
此方式符合载体设计的技术要求,再生时间短、节能环保、无污染、效果高,也是国外DPF载体清洁普遍采用的再生方式。
②超声波及水循环的方式。该方式是采用化学清洗剂对DPF进行清洗,由于清洗剂的成分不同,无统一标准,因此对DPF孔道内的贵金属涂层影响无法保证,清洗后的污水处理麻烦,清洗剂成本高、用量大,因此水洗方式不推荐使用。
