上汽大众Viloran车颗粒捕集器及其再生机制

李东江

汽油燃烧都会产生一定量的有害成分，在空燃比λ=1时的废气组成情况如图1所示。由图1可知，汽油机燃烧时产生的颗粒物排放非常微小，但却对环境和人们的身体健康会造成伤害，因此排放法规对颗粒物的排放水平要求越来越高（表1），为了满足国6排放标准的排放限值要求，减少颗粒物的排放，上海大众有针对性地采取了一些技术措施，一是提高燃油喷射压力，直喷发动机怠速的燃油压力已经达到了大约100 bar（1 bar=100 kPa），最高燃油压力提到了大约350 bar，从而使燃油液滴更小，燃油雾化速度更快，燃油燃烧更充分，减少了颗粒物的生成；二是通过改进发动机的燃烧室、喷油器结构和控制喷油正时，减少颗粒物的排放；三是在部分汽油发动机上加装了颗粒捕集器（OPF）。目前大众EA211 1.5 L MPI发动机和EA888 2.0T高功率（162 kPa）的发动机不带OPF；EA211 TSI发动机和C6 2.5T发动机都带有OPF；EA888 2.0TBZ低功率发动机，全新帕萨特、途岳车型不带OPF，其他车型都带OPF。

表1 国6Ⅰ型试验排气污染物的限值及和国5排放标准的对比（单位：mg/km）

图1 汽油机在空燃比λ=1时排放的废气组成情况

1 汽油机颗粒物的生成机理及排放限制

汽油在气缸中燃烧生成的颗粒物主要由炭灰和尘灰两种物质构成。

（1）炭灰颗粒。炭灰颗粒主要由碳组成。当没有足够的氧气来完全燃烧含碳燃料或者燃料没有充分雾化时，就会形成炭灰，因此，直喷发动机在低温冷起动后的短时间内更容易产生炭灰颗粒。为了防止燃烧生成的炭灰颗粒随着排气排入大气，污染环境，目前公认的最有效的解决颗粒物排放的方式是在排气系统中用加装OPF，将燃烧生成的炭灰颗粒捕捉住。……