颗粒物捕获器堵塞为什么会影响油耗和动力,有没有解决方案呢?
在国标6-b排放标准确定实施时间之后,很多车企跳过6-a的过渡排放标准,直接打造符合最高标准的车辆;这些车辆以汽油动力的家用代步汽车为主,未来将覆盖所有品牌,而这些车也带来了一些问题,那就是“易堵”。
控制汽车排放的方式只有一种,那就是“反应与分解”。
说白了就是在排气系统中安装符合标准的净化装置,汽油车有两部分组成,分别为:
- 三元催化器
- 颗粒物捕捉器
柴油车多出SCR(选择性催化还原系统),也就是使用尿素溶液在高温环境中与氮氧化物反应,减少这种形成酸性雨水主要酸分的成分的排放量;由于汽油机的尾气成分中的氮氧化物占比不高,通过三元催化器即可有效控制排放量,所以只需要上述两个部分即可。
下图一,三元催化器的动态演示。
(NOx氮氧化物,HC碳氢化合物,CO一氧化碳,此为尾气主要成分)
燃油车不论在冷车还是在热车状态中,都无法做到“充分燃烧”。
这可能是很多老司机不了解的冷知识,一般观点认为只有在冷启动的热车过程里,燃烧才是不充分的;其实这只是“非常不充分”和“相对充分”的区分,想一想为什么通过增压技术可以提高发动机的扭矩,而且每台发动机都还有很大的提升空间吧!其实扭矩能提升就是“燃烧充分性可提升”,燃油中的“热能”远没有被榨干,自然吸气技术的进气氧浓度很低,在短暂的做功冲程里只能以很低的程度进行化学反应(燃烧)。
涡轮增压技术提升了进气氧浓度,以富氧燃烧为基础提升了充分性,提升了燃油与氧气反应的程度或深度;所以转化出的热能更多,扭矩也就会更大。
燃油无法充分燃烧则必然会产生颗粒物,这是无法解决的问题;6-b对颗粒物的排放限制更高,想要达标就必须在排气系统中加装颗粒物捕捉器,这是与欧标或美标等其他排放标准相同的。
可是排气系统中每多出一组净化装置,排气“顺畅性”就会变得更差一些。
燃油汽车的发动机被人们比喻为“汽车的心脏”,但个人认为把发动机比喻成“胃”更合适。
汽车是个“直肠子”,拉不好就吃不下,吃不下就没力气,不过却有可能吃得更频繁。
也许这句话有些难以理解。
其实发动机就是用来吃掉“燃油和空气”,消化并转化为能量,从而驱动车轮来运转;“直肠子”就是指“吃完就要拉”,因为发动机的气缸是不能储存废气的,只有在做功完成后随即排出废气,排出之后才能有空间吸入新的空气和燃油。
排气系统就是“肠道”,肠道一旦堵塞就拉不出去了,或者轻微的堵塞导致排气不畅,发动机吸入的空气量和喷油量就会缩减;那么缩减后反应出的能量就会减少,直观的感受是动力变差,动力一旦变差就会形成“少食多餐”的现象,说白了就是必须提高喷油做功的频率来拉平动力,耗油量自然会提升很多。
综上所述,汽车想要按照标准动力做功,需要的是顺畅的排气,排气顺畅才能顺畅进气;颗粒物捕捉器的应用本就会略微升高排气背压*(提升排气“难度”),而捕捉器收集的颗粒物如果还不能及时清理的话,那就会造成“汽车肠梗阻”了。
颗粒物过多会相当程度地堵住“排气管”(指捕捉器的滤芯),排气难度增多,排气量越来越小,进气量也就会越来越小,动力自然会随之变差;结果就得强拉转速、以提高做功频率为代价来补偿动力,四冲程发动机的转速指曲轴转速,曲轴转两圈做功一次,那么转速的升高则必然带来油耗的提升。
总结:
燃油车做不到充分燃烧,颗粒物一直都会出现,捕捉器必然容易堵塞;堵塞后会导致动力缩减和油耗升高,难道就没有解决的办法了吗?
解决的办法其实在每辆车的用户手册里都有说明,那就是定期以≥80km/h的时速开一会,用尾气的高温来解决颗粒物;可是有人说我选择汽车就是为了短途代步,没事谁跑长途,这样又要怎么办呢?解决方案是“原地再生”,如果系统中有这个设定,在堵塞到阈值后就会自动启动或提醒启动,启动后怠速转速拉升到2000转以上或左右,持续半小时来模拟长途长距离驾驶,仍旧以高温来解决颗粒物。
只能这样了,虽然会耗油但也不失为解决办法;假设不想那么麻烦的话,和燃油车说再见吧,选择插电混动汽车或纯电动汽车就没有这些麻烦了。
编辑:天和Auto-汽车科学岛
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标签:排气 颗粒