大众、丰田的GPF为何仍会堵排放要求与家用短途工况的矛盾

很多国六B车型的车主都遇到过这样的情况,即车辆没有发生碰撞,发动机也没有明显损坏,但是开着开着动力变弱、油耗升高,并且仪表盘上还会亮起故障灯,在检查后发现颗粒捕捉器也就是GPF出现了堵塞。问题集中于部分大众、丰田车型上,所以很多人会问:就连有成熟的发动机技术的车企也解决不了一个排气系统部件吗?

大众、丰田的GPF为何仍会堵排放要求与家用短途工况的矛盾-有驾

真正的难题并不在于零部件的质量,而在于排放法规、发动机标定和现实用车环境之间的矛盾。GPF的作用就是拦截汽油发动机排气中的颗粒物。它不是把颗粒物永久装在滤网上,而是要通过“再生”将积累的碳颗粒烧掉。“再生”指的是重新加热过滤后的空气或者气体使其重新流动的过程,其目的是让已经冷却下来的空气或者气体再次被加热到原来温度以上,从而实现热交换的目的。通常情况下,在排气系统上需要经过长时间的高温才能使这些颗粒充分氧化并达到一定的通畅程度。温度和持续时间不够的话再生就难以完成。

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也是部分大众涡轮增压车型容易造成车主困扰的原因之一。早期部分车型的GPF布置位置靠后,距离发动机排气口较远,在尾气热量传递过程中逐渐损失。“城市道路低速行驶、频繁刹车或者长时间怠速”时,排气温度较低,“捕捉器”持续接收颗粒物却没有合适的条件完成清理。大众涡轮发动机日常标定一般都会考虑低转速响应、燃油经济性以及乘坐舒适性。如果为了使排气温度经常升高而大幅改变工作策略,油耗、噪声和振动也会随之增加,这是普通家用车不愿意承担的代价。

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丰田部分混动车型又是一种矛盾。混动系统节油的基础就是发动机在不需要的时候停止工作,车辆尽量用电机来完成起步、低速行驶和短距离移动。“可GPF再生需要发动机持续运行,并且要有足够的负荷使排气系统升温。”车辆越是拥堵市区中频繁启停,发动机就越难保持较长时间的高温状态。因此混动系统最擅长的低油耗短途场景,恰恰不利于颗粒捕捉器完成再生。它不表示混动车型就一定会堵,只是说明使用环境对于结果有较大的影响。

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还有一种堵塞是不能通过简单跑高速来解决的。发动机机油参与燃烧之后就会产生一些无法被高温所烧毁的无机灰分。这些灰分会逐渐沉积到捕捉器内壁上,在使用时间越长的情况下,过滤通道的有效空间就越小。高速行驶或者再生过程主要是对可燃烧碳颗粒进行清除处理,而不是对灰分有相同的清除作用。因此长时间跑高速可以延缓部分堵塞的发生,但是不能使已经形成的灰分消失不见。也正因为如此国六车型一般会把机油规格要求得更加严格一些,使用不符合车辆要求的机油就会加重灰分的累积情况,在后续维修当中也会出现较大的费用支出。

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国内很多家庭的真实用车方式,也放大了这个矛盾。有人每天单程只有几公里,冬天车辆还没有完全热起来就已经到达目的地;有人长期在拥堵道路中走走停停,发动机始终处在低负荷状态。对于这类车辆来说,排气系统很难获得稳定的高温运行时间。车企当然可以优化捕捉器位置、改善发动机燃烧,并且通过软件调整再生逻辑来使新款车型的堵塞风险降低,但是工程师无法直接改变路况,并且不能让每一辆家用车都频繁高转速运行。否则就会对节油、安静和平顺等用户需求造成影响。

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车主所能做的,就是尽量减少不利工况而不是迷信某一“清堵方法”。机油应当按照用户手册上所规定的认证标准来选择,并且不能只看品牌的优劣或者价格来决定;对于长时间短途通勤的车辆来说,在条件允许的情况下可以安排一段连续、畅通的道路行驶,使发动机工作状况得到一定程度的稳定,但是具体的转速和持续时间仍然以车型说明为准。频繁几公里就熄火、长期使用来源不明的燃油都会给车辆运行带来不确定的因素。混动车主不必刻意追求发动机完全不介入,在系统正常混动模式下持续工作更符合整体控制逻辑。

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从技术角度来讲,GPF堵塞并不是一句“车企技术不行”就能够解释清楚的问题。它会受到颗粒物产生量、排气温度、再生策略、机油灰分以及车主的驾驶情景所影响。只要汽油发动机仍要依靠颗粒捕捉器来达到排放标准,短途低速和高温再生之间就很难完全消弭。“新车型可以降低风险但是不能保证在所有的路况和驾驶习惯下都百分之百避免堵塞”。理解这一点也许比单纯把问题归结为一个品牌更接近实际。

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