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    简单讨论下开拓者GPF的问题

    2021-06-09发布于:开拓者车友圈

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    简单讨论下开拓者GPF的问题


    最近由大众探岳330引发的对于GPF(汽油颗粒捕集器)堵塞的问题反响很大,很多圈友都在关心开拓者有没有GPF,会不会堵,堵了怎么办等等,故单独说一下对这个事的个人看法。


    首先说开拓者全系都有GPF,但上市一年来虽销量基本扑街,然而无论车友圈还是车友群都还没看到有出现GPF堵塞故障的,这一点就不用跟探岳330去比较了,带GPF的车型很多,EA888低功版的问题应该是个案,只是大众自己搞砸了。


    那开拓者的GPF会不会堵,什么时候会堵?

    下面是正题


    GPF就是个装在排气管上的过滤器,用来拦截收集尾气中的颗粒物,就像香烟过滤嘴差不多意思。以前的车是没有这东西的,现在燃油车排放标准越来越严苛,现在很多国六B车型加装这玩意,形式多种多样。且新闻说到2023年国内市场所有在售车型都会强制安装。欧洲也差不多,甚至可能比中国还要激进一点,美国人比较躺平,不太讲究排放的事,但我们先不管外国佬们的事。这是行业和政策大背景。


    开拓者配备的也是GM的LSY 2.0T发动机,目前全系都有GPF,采用奥地利本特勒公司的产品,型号EU1074,属于“四元催化”式,即把GPF和传统的三元催化集成在了一个壳体内。然而很遗憾没能找到这个产品的技术细节,不清楚它的内部是独立的三元催化和GPF两部分,还是完全集成为一体的,不过这对用车并不重要。开拓者的GPF安装位置比较靠前,如图1所示,完全是放在了发动机舱里面,这个位置很重要,后面我们再来分析。这是目前装车的基本情况介绍。

    GPF的大致安装位置

    GPF的大致安装位置


    这个EU1074大约是长这样

    这个EU1074大约是长这样

    GPF是个过滤器,必然要考虑收集了颗粒物后要怎么处理,否则越堵越多肯定会影响排气顺畅度,结果就是像探岳330那样动力下降油耗增高。目前的处理办法就是通过一些方法把颗粒物烧掉,也就是所谓的“再生”。可能有人会产生疑问,尾气里的东西都是已经燃烧过的产物,怎么能再燃烧呢?其实是可以的。汽油本身是以长链芳香烃为主的多种成分混合物,燃烧过程比较繁杂,我们不去详细展开,就以一个不太贴切的例子来说明,木头的不充分燃烧会产生木炭,而木炭又可以再燃烧,再充分燃烧后会产生少量木灰就是没法再烧的了。汽油也是一样,虽然几十年来内燃机技术始终在向充分燃烧的目标努力(分层燃烧、缸内直喷、高压雾化……)然而却始终无法做到在各种工况下都做到100%完全燃烧,故尾气中实际包含有“仍可燃烧掉”的和“彻底无法再烧掉”的两部分颗粒物。当然,对于优秀的发动机而言,一般两种颗粒物的数量级都不会很大,且后者数量级比前者还要小得多。此外,汽油本身的品质以及机油品质对颗粒物的产生和积累也都有影响,不过这些比较容易控制,加油去正规加油站,保养使用符合Dexos 1 Gen2规范的机油就可以了。


    总的来说,开拓者的GPF再生有三种半方式,再生能力从弱到强:


    1.常规再生

    这种方式每天都在发生,车主对此一般毫无感觉,当你驾车在路上偶尔收油滑行时它就已经在进行这种再生过程。过程和原理都很简单,燃烧需要氧气,而正常踩油门驾驶时气缸排出的废气都是燃烧过的,里面的氧含量极低,GPF里的颗粒物几乎无法进行燃烧,而收油滑行时气缸停止喷油点火,在气缸的泵动作用下新鲜空气得以大量进入排气管与GPF接触,在排气高温作用下可以促使一部分GPF拦截的颗粒进行燃烧。这就是最常规的再生方式,在车主手册中称之为“自清洁”。

    这种再生方式是完全被动的,不需要人工干预,也不需要发动机做出任何调整。但它是比较轻柔的再生方式,收油滑行时发动机转速较低,节气门开度小,气缸也不再产生高温,故吹洗压力一般,燃烧温度也一般,有效时间短,时间久了还是会有些难以处理的颗粒物缓慢堵塞GPF,对排气压力造成影响。


    2.主动再生

    当GPF的堵塞程度超过车载传感器判断的阈值后,仪表盘就会提示车主要进行主动再生,具体方法就是车主手册里写的那样,以不低于60kph的速度持续行驶15分钟以上(仪表盘提示“请继续行驶”)或30分钟以上(仪表盘提示“必须继续行驶”)。这个过程实际是要求以高车速持续行驶使发动机保持在中等的转速区间,保持较大进气量,保持较高排气温度,以对GPF中较顽固的颗粒物进行较高效率的吹洗燃烧。有专业的车友肯定也会问这种状态排气管氧含量还是很低,如何能促使GPF燃烧?坦白说我也没找到详细的说明材料,但推测关键在这个60kph的速度定义上。开拓者车主都有体会,这个发动机在60kph以上巡航时是很容易进入停缸模式的,即一四缸继续喷油点火燃烧而二三缸完全关闭。但正常的停缸模式下二三缸的进气门也会关闭,理应无法为排气管内输送空气以实现帮助GPF燃烧的效果。但考虑到主动再生是一套特定程序,故大胆猜测在此模式下可能是只停喷油点火而不切换凸轮轴停止进气门动作,从而实现大气量、高温、有氧气的再生条件,希望这个猜测在将来可以有机会得到进一步确认。

    然而,到目前为止我个人还没有看到有车主反馈自己的车出现过主动再生提示的,故推测新车几万公里内可能都不会涉及到这个问题,具体究竟会何时出现,以及主动再生一次后能维持多长时间就只能等待继续观察,也希望将来遇到主动再生提示的车友可以在圈子内分享。


    3.维修再生

    这种模式是厂家内部资料中提到的(别问,问就是在4S偷看的),应该是强度级别最高的再生方式,估计针对的是老车已经完全无法通过上述两种再生方式恢复时的应对方案。这种模式要求必须由专业人员操作,具体要求和操作很繁杂不去赘述。简单说是车停在原地,通过一系列程序控制使发动机进入专门为燃烧GPF而设定的工况运转一段时间。据说原理是过量喷油并直接调整发动机点火偏时使气缸火焰直接窜到排气管烧灼GPF(对,就像有些超跑轰油门排气管会喷火那样),这也是开拓者的GPF为什么要装在那么靠前的位置的原因,2.0四缸机排气能力有限,远了够不着。比较靠前的位置也容易在前两种再生模式下确保GPF能保持较高的温度。

    然而以目前的情况看,还不知道什么时候能看到需要进行维修再生的案例出现。


    4.拆修

    姑且算做半种再生方式,实在堵到前三种模式都束手无策时,直接拆下来清理,或者干脆换个新的。如前面木炭的例子一样,再充分燃烧的木头依然会留下无法再烧的木灰,天长日久最终还是要堵塞GPF且无法燃烧再生的。然而因GPF大规模列装是政策法规所推动的,市场存量会越来越大,故预测未来一两年内会有大量普适性拆修工艺方案出现,可能到时候清洗GPF就像现在清洗三元催化一样简单。另一方面,开拓者这个四元催化式GPF目前的价格还是比较贵的,4S报价可能需要八九千。然而以目前的情况推测,需要考虑更换GPF可能是几十万公里后的事情,这么一看也就不算离谱,毕竟那时候需要花大钱的方面多了去了。


    总的来说,个人认为开拓者的GPF堵塞问题基本不用考虑也不用担心。


    尽管如此,我们还是希望堵塞来得晚一些轻一些,其实延缓GPF堵塞跟如何减少发动机积碳的思路是差不多的。

    主要归为两个方面,一是进发动机排气管的所有东西都尽可能干净,二是尽量使得燃油充分燃烧。


    1.合格的汽油

    再纯净的汽油也无法做到不含有任何杂质,而洁净度不良的汽油显然风险更大,本身容易在GPF上沉积(当然也会有堵汽滤和喷油嘴的风险)。标号不足的汽油也会导致燃烧工况不稳定,比较难实现更充分的燃烧效果。然而这方面作为车主几乎没什么办法去鉴别,故加油去靠谱的加油站也就是唯一的办法。


    2.合适的空滤状态

    没错,是空滤,这一点很重要但基本没什么人提到,空气才是发动机中流量最大的物质,一般空气中含有大量的粉尘,沙土等杂质,倘若空滤过滤效果不佳,杂质就进入了气缸,磨不磨损另说,但对GPF而言是很不利的,其中的有机物成分可能在气缸燃烧中被分解掉,但无机成分就很难被烧掉,只会最后沉积在GPF上,且即使动用维修再生程序也很难解决。看过我上一个简要分析空滤帖子的车友应该还记得拆下得空滤里倒出了多少沙土杂质,倘若进入GPF可能瞬间就报故障灯了。故一定坚持严格按照原厂要求保养更换合格的空滤其实是很重要的。


    3.良好的驾驶习惯

    就一个目标,尽可能多的保持充分燃烧,少怠速,少短途,少低速高挡,偶尔拉高转速行车……基本还是减少积碳的那种路数,不再赘述。


    4.合格的机油

    是的,机油也有关系。其实客观上所有的发动机都会烧机油,只是正常情况下烧掉的量极少甚至很难被察觉到。活塞环是靠机油润滑的,换句话说它每次运动都在不停的往气缸壁上抹油膜,自然每次气缸点火就都会被烧掉一部分。另外由于PCV系统的作用也会有一部分机油蒸汽直接从进气道进入气缸被迫烧掉。而机油本身也是复配产品,本身含有的灰分和未充分燃烧残留物也会统统跑到GPF里面,日久天长也是一个堵塞的源头。网上卖机油的营销号早就在喊国六B车型一定要选择低灰分机油了,其实都是废话,哪个厂家的保养体系也不会给国六B车高灰分机油的。开拓者只要认准GM自家的Dexos 1 Gen2认证就OK,目前4S保养渠道给的机油不外乎是带认证的银美孚或者嘉实多极护,闭着眼用就行了。如果考虑自购机油保养的车友,同样也是认准这个认证和0W20标号即可,认证机油标签上一般会有认证编号,在dexos认证网站上也可以查询相关信息。至于其他认证体系的等级自然是越高越好丰俭由人了。


    肯定会有人在想,这玩意这么难伺候我们把他拆了不好吗?理论上可行,实际要面对的困难还是有的。开拓者GPF与三元催化集成在一起,要拆就得一起拆,还得匹配合适得管子把排气再接起来。且目前的位置布局也很难去改出个旁路来。周边一系列各种传感器也需要重新找好合适位置安装,并且信号也需要重新匹配或者重新编程标定,否则可能分分钟各种报错跳故障码折腾到怀疑人生。另外,拆掉GPF势必会造成排气背压大幅变化,大概率得会超过原厂标定范围,继而反馈到发动机进气点火喷油燃烧工况等方面上去,整体影响的结果是未知的。

    也许未来会有人研究突破这些问题,但就不在目前的考虑范围之内了。

    作者提到的车系:


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