品牌A的国六发动机配置颗粒物捕集器,整体排气系统的结构组成如图6-203所示。 (1)颗粒物捕集器。颗粒捕集器是一种安装在发动机排放系统中的陶瓷过滤器,它可在微粒排放物质进入大气之前将其捕捉。 品牌A的国六发动机颗粒捕集器外观结构如图6-204所示。 该发动机采用的是壁流式颗粒捕集器,它由具有一定孔密度的蜂窝状陶瓷组成,排气流从孔道壁面通过,颗粒物分别经过扩散、拦截、重力和惯性四种方式被捕集过滤,如图6-205所示。
(2)差压传感器。根据国六排放法规的规定,OBD系统需要对GPF的移除故障进行监测。此外,当GPF中捕集的颗粒物过多时,会导致GPF背压过高,发动机排气压力上升,影响发动机的动力性能。因此,需要对GPF背压过高故障进行监测。
为实现GPF移除及背压过高故障的监测,需要在GPF上安装一个压差传感器,用于测量排气流经GPF时产生的压降,如图6-206所示。
压差传感器的高端和低通过软管分别与GPF的上游及下游相连,从而测得GPF的前后压差,如图6-207所示。
压差传感器通过压阻式元件来感应压力的变化。压力作用在感应元件的正反两面,机械变形使得阻值发生变化。压差传感器通过内部的惠斯通电桥将其转为微小的电压变化,该信号经过放大后传送至发动机控制模块。
品牌A的国六发动机压差传感器电路如图6-208所示。
在实际维修工作中,可以使用诊断仪对压差传感器进行诊断,判断是否存在异常现象,如图6-209所示。
(3)高温传感器。高温传感器安装在排气管总成上,用于测量零部件温度或排气前、后的温度,为发动机控制模块标定模型提供数据支持,从而保证排气净化装置的有效工作。
品牌A的国六发动机高温传感器的安装位置如图6-210所示。
高温传感器的工作原理是封装一个铂元素的热敏元件,利用铂元件的正度系数特性(温度越高,电阻越大)输出电压值,对发动机排气温度进行检测。
品牌A的国六发动机高温传感器的外观结构如图6-211所示。
髙温传感器将检测到的温度值反馈给发动机控制模块,用于闭环控制,避免关键零部件因温度过高而造成损坏。品牌A的国六发动机高温传感器电路如图6-212所示在实际维修工作中,可以使用诊断仪对高温传感器进行诊断,判断是否存在异常现象,如图6-213所示。
(4)GPF再生。在行车过程中,当GPF达到一定条件时,车辆在满足行车工况时会自动启动再生程序。再生程序将颗粒物进行充分燃烧,使GPF处于稳定有效的工作状态压差传感器监测排气通过GPF的压力变化,发动机控制模块根据压差信号换算炭灰容量是否需要主动再生。高温传感器监测GPF的温度,正常工作温度为480℃左右,再生时可达600℃。
汽油机排气温度相对高于柴油机排气温度,在城市驾驶条件下,发动机输出温度介于300~500℃之间,在高速行驶时可达到700℃。尽管这么高的温度足够维持GPF的被动再生,但对于缸内直喷发动机的排气,其氧气含量通常是不足的。
因此,GPF再生通常发生在车辆减速期间,发动机控制模块通过降低喷油量使尾气中的氧气含量提高,最高空燃比可达17:1,然后通过推迟点火使排气温度大幅升高。由于减少了燃料供应,保证排气中有充足的氧气,因此具有氧气存储能力的GPF可以在短时间内实现主、被动再生。
GPF再生控制流程如图6-214所示。
(5)常见故障。GPF常见故障包括:人为造成GPF移除,压差传感器测量管路断路GPF颗粒捕集器堵塞,GPF颗粒捕集器再生故障。结合具体的故障症状及诊断信息进行查找原因,排除故障。
