国6排气管「国六汽车排气管」

随着国六B排放标准的脚步临近，越来越多的车企都开始着手新排放技术的升级。然而许多细心的小伙伴可能会发现，同样的发动机，国六B版本会比国五的动力有所缩小，这是因为许多车企为了满足排放标准，而采用GPF的缘故。

碳基化合物与氧气产生的一种氧化反应是燃烧，它在产生热量的同时也会以极大的速率消耗氧气，当氧气供应不足的时候，氧化过程就会进入“半反应”状态，即非饱和氧化，会产生大量未完全燃烧的碳分子颗粒以及一氧化碳、氰化物、氮氢化合物等有毒有害气体，污染大气层。

这也是燃油汽车的主要污染物，当车辆在拥堵或低速工况时，由于节气门开度非常小，因此进入汽缸内部的空气严重不足，为了保证燃烧的稳定性，ECU往往会采用过量喷油的方式保证燃烧能够正常进行，而这就加剧了燃烧不充分的情况，导致一氧化碳等有害气体与碳化颗粒物大量排出。

为了改善燃油车的排放，在环保法规的限制下，各家主机厂采用含有贵重金属的三元催化装置来辅助处理发动机排出的有害气体，将一氧化碳以及一氧化氮变成无害的二氧化碳和二氧化氮。但是那些颗粒排放物就被忽略掉，直接排放到大气当中，造成大量的粉尘污染（雾霾）。

为什么要装GPF？

因为雾霾污染日益严重，所以欧六以及国六排放标准都对颗粒物排放进行了限制，以前被忽略的尾气颗粒物现在成了各家主机厂最头疼的问题。

微粒排放物质（烟灰）大部分是由碳或碳化物的微小颗粒（尺寸小于4-20μm）所组成的。国六排放法规相比国五对尾气的颗粒排放物提出了更加严格的要求，PM（细颗粒物重量）限值下降了33%，而且还新增了PN（细颗粒物数量）的限值要求，同时增加实际道路试验循环测试（RDE，Real Driving Emission）。

有能力的主机厂可以通过高轨压、改良的多孔喷油器等诸多技术来改善汽油的雾化性，让单位体积内的汽油与空气混合得更加均匀，燃烧更加充分，从而减少有害气体的排放，但这些技术对发动机技术储备的要求较高，需要在内燃机上投入大量的研发经费。对于那些研发经费有限，技术储备又不充足的车企来说，汽油机颗粒捕集器可以在不改变发动机软硬件的情况下，从废气排放后处理的角度来降低颗粒物排放的技术，其过滤效率高达90%，能有效控制颗粒物数目。

什么是GPF？

GPF（Gasoline Particulate Filter）汽油机颗粒捕集器由流通式三效催化器演变而来，是一种安装在汽油发动机排放系统中的陶瓷过滤器。它一般被安置在汽车排气的消音包中，对排气进行二次过滤。

GPF主要以壁流式蜂窝陶瓷为载体，载体内有很多平行的轴向蜂窝孔道，相邻的两个孔道内一个只有进口开放，另一个只有出口开放。排气从开放的进口孔道流入，通过GPF载体多孔壁面至相邻孔道排出。

颗粒物通过拦截、碰撞、扩散、重力沉降等方式被捕集在载体的壁面内以及壁面上，在微粒排放物质进入大气之前就将其捕捉。

目前GPF过滤材料主要有冬青石、SIC（碳化硅）、AT（钛酸铝）、合金。目前研究与使用最多的是堇青石。堇青石的主要优点在于成本低、热膨胀系数小以及耐高温和机械强度高。

什么是GPF再生？

当车辆驾驶一段时间后，GPF里的颗粒物逐渐增加会引起排气系统背压升高，导致排气温度过高，损害前端的三元催化装置，同时也会让发动机运行效率降低。所以需要定期除去沉积的颗粒物，恢复GPF的过滤性能以及透气性能。现阶段主流的方式是让其中的碳沉积物发生化学反应氧化燃烧。当GPF内部温度在600ºC以上且氧浓度大于0.5%时，发生化学放热反应，将GPF中沉积的碳化物蒸发掉，这一过程称为GPF再生。

GPF的再生有被动再生和主动再生两种：被动再生指的是在日常驾驶工况下通过驾驶员松踏板时，发动机断油，大量氧气进入GPF，与碳化物产生氧化反应实现再生。主动再生指的是在被动再生无法满足的情况下，车辆通过ECU控制，以退点火角的方式使尾气温度升高，待GPF温度升高后，再减稀空燃比（过量氧气），实现GPF再生。

需要注意的是GPF再生无法移除灰分（CaO，P2O5，ZnO，SO3，Fe2O3），因此在更换机油时应当注意选择低灰分的产品。如果内部灰分沉积过多，则需要更换GPF过滤装置。

车叔点评

通过以上知识要点，可以看出GPF是能提高颗粒物排放标准最简单也是成本最低廉的解决方式，因此许多主机厂都选择给车辆排气中增加GPF来符合严苛的国六B排放标准。只是由于GPF会对排气系统造成堵塞，减小排气效率，因此我们看到第一批满足国六B标准的燃油车的功率都有一定下降，这也是对燃油车的一种新的限制，若想消除这种限制，还需要车企从发动机的燃烧工况入手，改善汽缸内的燃效，从根本上减少废气颗粒物。‍