柴油颗粒过滤器 (G2369223)

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部件位置 - 1/2 - 未配备选择性催化还原系统的车辆

部件位置 - 2/2 - 配备选择性催化还原系统的车辆

柴油颗粒过滤器 (DPF) 系统将柴油颗粒排放降到了可忽略不计的水平，以满足 EU5 和 EU6 排放法规的当前标准。

在一定负荷条件下所有柴油发动机都会排出颗粒排放物。 排放物是固体和液体成分的复杂混合物。 大多数颗粒是碳微粒，它们是来自发动机燃料和润滑剂凝结而成的碳氢化合物。

DPF 系统由下列组件组成：

• DPF。
• 废气温度传感器。
• 动力传动系统控制模块 (PCM) 中集成了 DPF 控制软件。
• 差速器压力传感器。

柴油颗粒过滤器

柴油排放碳粒过滤器 (DPF) 位于排气系统中，在催化转化器的下游。 该功能用于捕获发动机排出的废气中的颗粒物质。 DPF 的主要功能为再生。 再生指燃烧被滤清器捕获的微粒，以清除废气自由流动的障碍。 再生过程按照指定的时间间隔发生，无需驾驶员留意。

再生过程是最重要的，因为当滤清器过量填充时，可能会因过高的排气背压而损坏发动机，并损坏或损毁滤清器自身。 滤清器所捕获的物质大部分属含有被吸收碳氢化合物的碳微粒。

DPF 采用基于催化涂层的过滤技术。 DPF 由硅碳制成，安装于一个钢制容器中，它具有出色的抗热震性和热传导特性。 DPF 是为满足发动机保持最佳背压的操作需求而设计。

滤清器的多孔表面包括几千个小而平行的管路，这些管路位于排气系统的纵向方向。 滤清器中的临近管路在末端交替插接。 此设计迫使废气流通经过多孔滤清器壁，此滤清器壁用作过滤媒介。 较大而不能通过多孔表面的碳粒物质被采集并储存在管路中。

如果不将被收集的微粒物质去除，废气流动可能会受到阻塞。 这些保存的微粒通过燃烧微粒的再生过程去除。

废气温度传感器

废气温度传感器向动力传动系统控制模块 (PCM) 提供废气温度反馈，以便控制发动机状况，并且监测和控制排放。

使用 0 至 5 伏的信号将来自废气温度传感器的信息传送至 PCM。 较低的电压指的是较高的温度，而较高的电压指的是较低的温度。

使用此信息并结合其他数据，即可估算累积的颗粒物质量并控制柴油颗粒过滤器 (DPF) 温度。

进一步信息请参阅:电子发动机控件 (303-14A 电子发动机控件 - INGENIUM I4 2.0L 升柴油机, 说明和操作).

压差传感器

柴油排放碳粒过滤器 (DPF) 软件使用压差传感器来监测 DPF 的情况。 压差传感器上的 2 个管道接头通过管道连接至 DPF 的进口端和出口端。 通过管道，压差传感器能够测量 DPF 进口和出口的压力。

进一步信息请参阅:电子发动机控件 (303-14A 电子发动机控件 - INGENIUM I4 2.0L 升柴油机, 说明和操作).

仪表盘警告指示灯

如果驾驶员通常短途驾驶车辆，可能无法有效地对柴油颗粒过滤器 (DPF) 进行再生。 在这种情况下，DPF 软件根据来自压差传感器发出的信号检测到 DPF 的高负荷。 然后 DPF 软件显示一条消息提醒驾驶员，说明关于如何进行 DPF 再生。

在以下情况下，经销商可强制执行 DPF 再生：

• 未能执行再生过程。
• 由于车辆使用和/或驾驶方式，无法再生 DPF。

发动机机油保养

动力传动系统控制模块 (PCM) 含有评估驾驶方式的计算，以便在必要时调整机油保养间隔。 驾驶员会获得仪表盘 (IC) 信息警示机油保养的情况。

根据驾驶方式，有些车辆可能需要在指定间隔之前进行机油保养。 每次执行机油保养后，必须重置保养间隔计数器。

售后市场柴油颗粒过滤器清洁液

近年来在售后市场销售中引入了“柴油颗粒过滤器 (DPF) 清洁液”（未经 Jaguar Land Rover 认可）。 该产品要求降低烟尘反应发生的温度。 在车辆研发过程中，各项努力只为达到 DPF 再生温度，同时保证车辆其他部件的安全等级。 目前并未授权在 JLR 车辆上使用此类售后市场 DPF 清洗液。

柴油颗粒过滤器

有两种工艺用于再生柴油颗粒过滤器 (DPF)：

• 被动再生
• 主动再生。

被动再生

被动再生不需要发动机管理进行专门干涉，它在发动机正常运转时发生。 被动再生涉及将柴油排放碳粒过滤器 (DPF) 中沉积的碳粒物质缓慢转化为二氧化碳。 当 DPF 温度超过 250°C (482°F) 时，将执行被动再生过程。 当在较高发动机负载和转速条件下驾驶车辆时，将会连续执行被动再生。

在被动再生过程中，仅有一部分微粒物质转化为二氧化碳。 使用二氧化氮的化学反应产生颗粒物的速率比发动机产生颗粒物质的速率要慢，并且从 250°C (482°F) 开始才发生。

当温度高于 580°C (1,076°F) 时，颗粒物转化为二氧化碳的转换效率急速提升。 这些温度一般只在使用主动再生流程时才能达到。

主动再生

当监测到柴油排放碳粒过滤器 (DPF) 的碳粒负载达到临界值时，将开始执行主动再生，或者由 DPF 控制软件决定何时开始主动再生。 临界值根据驾驶方式、里程数和压差传感器发出的背压信号来计算。

主动再生事件取决于车辆驾驶方式。 例如，如果车辆定期在城市交通状况下以低负荷驾驶，主动再生将会更常发生。 这是由于在 DPF 中颗粒物质更快地积聚。 如果车辆以高速行驶，则被动再生更容易发生。

DPF 软件纳入里程触发，此功能相当于对主动再生的补充。 如果从压差传感器发出的背压信号没有启动主动再生，则根据所行距离请求再生。

DPF 的主动再生在 DPF 温度升高至微粒燃烧温度时开始发生。 通过升高排气温度提高 DPF 温度。 这可以在导向和主燃油喷射发生后，通过引用燃油的后喷射达到。

DPF 软件监测从 2 个温度传感器发出的信号以确定 DPF 内的温度。 取决于 DPF 温度，DPF 软件请求动力传动控制模块 (PCM) 执行 1 次或 2 次燃油后喷射：

• 燃油的第一次后喷射与延迟燃烧相关，以增加废气的温度。 从而使氧化催化剂达到其工作温度。
• 第二次燃油后喷射是在做功冲程循环的后期喷射燃油时发生。 燃油在气缸内并未烧尽，因此未燃烧的燃油进入排气中，在催化转化器中发生放热反应。 此过程进一步提高了 DPF 的温度。

主动再生过程最长需要约 30 分钟完成。 第一阶段提高废气温度，以确保催化转化器处于激活状态。 第二阶段将 DPF 温度进一步升高至颗粒燃烧的最佳温度。 然后，控制此温度保持 15 至 20 分钟，以确保让 DPF 内的颗粒物被完全氧化。 氧化过程将碳微粒转化为二氧化碳。

DPF 的主动再生温度由 DPF 软件密切监测以维持 DPF 进口的目标温度。 温度控制软件可确保温度不会超过涡轮增压器和催化转化器的操作限制。

仅限高含硫量市场

在燃油中含有高浓度硫的市场中，硫将汇集在催化转化器中。 当废气温度高于 300ºC (572ºF) 至 350ºC (662ºF)时，使用称为 DeSOx 的策略可去除此硫成分。

DeSOx 是一种用于去除此硫成分的再生活性碳流化床方法。 为此，DeSOx 需要在车辆上使用额外设备和程序。 DeSOx 在正常驾驶期间启动，每使用 20 升燃油时便会启动一次。 如果在 DeSOx 事件后需要执行柴油颗粒过滤器 (DPF) 再生，则按照本节前文所述执行 DPF 再生。 如果在 DeSOx 事件后不需要执行 DPF 再生，发动机管理系统将返回到正常工作模式。

柴油排放碳粒过滤器再生过程中的空气管理控制

柴油排放碳粒过滤器 (DPF) 空气管理功能控制以下项：

• 废气再循环 (EGR) 控制
• 涡轮增压器增压压力控制
• 进气的空气质量流量。

主动再生中，废气再循环(EGR)操作禁用并且涡轮增压器助力控件的闭环激活得到计算。 空气管理功能控制进气歧管中的空气，使其具备预定的质量流量。 需要执行此空气管理功能控制以达到正确的气缸内条件，使后喷射燃油能够稳定地充分燃烧。

空气管理功能通过激活节气门并调整涡轮增压器增压压力控制来控制进气空气质量流量。

柴油微粒过滤器控制

柴油颗粒过滤器 (DPF) 要求持续监测以确保按其最佳效率操作并且不会被堵塞。 动力传动系统控制模块 (PCM) 包含 DPF 软件，可控制 DPF 系统的监测和操作。 DPF 控制软件还监测其他车辆数据，以确定再生周期和保养间隔。

DPF 软件可分为 3 个独立的控制软件功能：

• DPF 监控功能
• DPF 燃油管理功能
• DPF 空气管理功能。

这 3 个功能由被称为 DPF 协调功能的第四个软件功能进行控制。 当请求执行主动再生时，此协调功能管理其他功能的操作。

柴油排放碳粒过滤器燃油管理功能

柴油排放碳粒过滤器 (DPF) 燃油管理功能控制以下项：

• 每个冲程 4 次喷射的正时和数量（前期喷射、主喷射和 2 次后喷射）。
• 3 种不同的喷射校准水平之间的喷射压力和过渡。

燃料管理功能针对喷射压力的 3 种校准水平中的每一种计算 4 次喷射的数量和时间。 燃油管理功能还管理不同校准水平之间的转换。

需要进行 2 次后喷射，以将提高气缸内气体温度和产生碳氢化合物的功能分开。 使用第一个后喷射产生较高气缸内气体温度，同时在非再生发动机操作时维持相同的发动机扭矩输出。 使用第二个后喷射通过使未燃烧的燃油进入催化转化器但不提升发动机扭矩以产生碳氢化合物。

柴油排放碳粒过滤器空气管理功能

柴油排放碳粒过滤器 (DPF) 空气管理功能控制以下项：

• 废气再循环 (EGR) 控制
• 涡轮增压器增压压力控制
• 进气的空气质量流量。

柴油排放碳粒过滤器协调功能

柴油排放碳粒过滤器 (DPF) 协调功能通过启用并协调下列 DPF 再生请求以响应来自监控功能的再生请求：

• 废气再循环 (EGR)
• 涡轮增压器增压压力控制
• 发动机负载提升
• 质量空气流量控制
• 燃油喷射控制。

压差传感器

当柴油颗粒过滤器 (DPF) 捕获的颗粒数量增加时，DPF 进口侧的压力相比 DPF 出口侧的压力将升高。 DPF 软件使用此比较值连同其他数据以评估被捕获的微粒累积量。

DPF 软件可以通过测量以下各项来确定 DPF 是否被堵塞并需要再生：

• DPF 进口和出口之间的压差。
• DPF 温度。

诊断

动力传动系统控制模块 (PCM) 将记录任何诊断故障代码 (DTC) 和相关的数据。 请使用 Jaguar Land Rover (JLR) 认可的诊断设备读取 DTC 和相关数据。

JLR 认可的诊断设备可以读取实时数据并激活特定部件。

控制图 - 1/1

A = 硬接线；AM = 高速 (HS) 控制器局域网 (CAN) 底盘系统总线；AX = FlexRay。