愛伊米

國六排放不僅會降低動力,油耗反而還高了?

如果將國六排放看做是國內現售車用內燃機的一次大考,那麼目前看來,所有學生的試卷都不太令人滿意。細心的消費者已經發現,許多在國五時代動力優秀的發動機在升級國六排放後,動力會有明顯的下降。就拿本田思域來說,國五車型在氣溫20度時許多媒體或個人都能測出7。6秒以內的零百加速成績,但國六版本車型在發動機沒有變化的情況下很難進8秒,甚至不少媒體實測零百加速將近9秒,動力退步非常明顯。

國六排放不僅會降低動力,油耗反而還高了?

不僅如此,國六車型在油耗上相比國五也略微高了一些,同樣拿思域舉例,國六版本的車型的百公里油耗普遍會比國五車型高0。2-0。4L。

那麼,為什麼同樣的發動機,僅僅是升級了排放,動力以及油耗都會有“負”最佳化呢?

這還要從燃燒工況

與顆粒物排放說起

碳基化合物與氧氣產生的一種氧化反應是燃燒,它在產生熱量的同時也會以極大的速率消耗氧氣,當氧氣供應不足的時候,氧化過程就會進入“半反應”狀態,即非飽和氧化,會產生大量未完全燃燒的碳分子顆粒以及一氧化碳、氰化物、氮氫化合物等有毒有害氣體,汙染大氣層。

國六排放不僅會降低動力,油耗反而還高了?

這也是燃油汽車的主要汙染物,當車輛在擁堵或低速工況時,由於節氣門開度非常小,因此進入 汽缸內部的空氣嚴重不足,為了保證燃燒的穩定性,ECU往往會採用過量噴油的方式保證燃燒能夠正常進行,而這就加劇了燃燒不充分的情況,導致一氧化碳等有害氣體與碳化顆粒物大量排出。

國六排放不僅會降低動力,油耗反而還高了?

為了改善燃油車的排放,在環保法規的限制下,各家主機廠採用含有貴重金屬的三元催化裝置來輔助處理發動機排出的有害氣體,將一氧化碳以及一氧化氮變成無害的二氧化碳和二氧化氮。但是那些顆粒排放物就被忽略掉,直接排放到大氣當中,造成大量的粉塵汙染(霧霾)。

國六排放不僅會降低動力,油耗反而還高了?

三元催化器

改善燃燒工況

還是最佳化排氣淨化裝置?

因為霧霾汙染日益嚴重,所以歐六以及國六排放標準都對顆粒物排放進行了限制,以前被忽略的尾氣顆粒物現在成了各家主機廠最頭疼的問題。

國六排放不僅會降低動力,油耗反而還高了?

微粒排放物質(菸灰)大部分是由碳或碳化物的微小顆粒(尺寸小於4-20μm)所組成的。國六排放法規相比國五對尾氣的顆粒排放物提出了更加嚴格的要求,PM(細顆粒物重量)限值下降了33%,而且還新增了PN(細顆粒物數量)的限值要求,同時增加實際道路試驗迴圈測試(RDE,Real Driving Emission)。

國六排放不僅會降低動力,油耗反而還高了?

有能力的主機廠可以透過高軌壓、改良的多孔噴油器等諸多技術來改善汽油的霧化性,讓單位體積內的汽油與空氣混合得更加均勻,燃燒更加充分,從而減少有害氣體的排放,但這些技術對發動機技術儲備的要求較高,需要在內燃機上投入大量的研發經費。對於那些研發經費有限,技術儲備又不充足的車企來說,汽油機顆粒捕集器可以在不改變發動機軟硬體的情況下,從廢氣排放後處理的角度來降低顆粒物排放的技術,其過濾效率高達90%,能有效控制顆粒物數目。

什麼是GPF

它能起到什麼作用?

國六排放不僅會降低動力,油耗反而還高了?

GPF(Gasoline Particulate Filter)汽油機顆粒捕集器由流通式三效催化器演變而來,是一種安裝在汽油發動機排放系統中的陶瓷過濾器。它一般被安置在汽車排氣的消音包中,對排氣進行二次過濾。

GPF主要以壁流式蜂窩陶瓷為載體,載體內有很多平行的軸向蜂窩孔道,相鄰的兩個孔道內一個只有進口開放,另一個只有出口開放。排氣從開放的進口孔道流入,透過GPF載體多孔壁面至相鄰孔道排出。

國六排放不僅會降低動力,油耗反而還高了?

顆粒物透過攔截、碰撞、擴散、重力沉降等方式被捕集在載體的壁面內以及壁面上,在微粒排放物質進入大氣之前就將其捕捉。

目前GPF過濾材料主要有堇青石、SIC(碳化矽)、AT(鈦酸鋁)、合金。目前研究與使用最多的是堇青石。堇青石的主要優點在於成本低、熱膨脹係數小以及耐高溫和機械強度高。

什麼是GPF再生

它是動力下降的罪魁禍首?

當車輛駕駛一段時間後,GPF裡的顆粒物逐漸增加會引起排氣系統背壓升高,導致排氣溫度過高,損害前端的三元催化裝置,同時也會讓發動機執行效率降低。所以需要定期除去沉積的顆粒物,恢復GPF的過濾效能以及透氣效能。現階段主流的方式是讓其中的碳沉積物發生化學反應氧化燃燒。當GPF內部溫度在600ºC以上且氧濃度大於0。5%時,發生化學放熱反應,將GPF中沉積的碳化物蒸發掉,這一過程稱為GPF再生。

國六排放不僅會降低動力,油耗反而還高了?

GPF的再生有被動再生和主動再生兩種:被動再生指的是在日常駕駛工況下透過駕駛員松踏板時,發動機斷油,大量氧氣進入GPF,與碳化物產生氧化反應實現再生。主動再生指的是在被動再生無法滿足的情況下,車輛透過ECU控制,以退點火角的方式使尾氣溫度升高,待GPF溫度升高後,再減稀空燃比(過量氧氣),實現GPF再生。

需要注意的是GPF再生無法移除灰分(CaO,P2O5,ZnO,SO3,Fe2O3),因此在更換機油時應當注意選擇低灰分的產品。如果內部灰分沉積過多,則需要更換GPF過濾裝置。

車叔點評

透過以上知識要點,可以看出GPF是能提高顆粒物排放標準最簡單也是成本最低廉的解決方式,因此許多主機廠都選擇給車輛排氣中增加GPF來符合嚴苛的國六B排放標準。只是由於GPF會對排氣系統造成堵塞,減小排氣效率,因此我們看到第一批滿足國六B標準的燃油車的功率都有一定下降,這也是對燃油車的一種新的限制,若想消除這種限制,還需要車企從發動機的燃燒工況入手,改善 汽缸內的燃效,從根本上減少廢氣顆粒物。