基于OBD技术的轻型柴油车DPF系统诊断策略的研究

基于知识图谱的柴油发动机故障诊断研究与系统设计作者：陈柯谭屈山王佳李伟江雨澳袁文丹吴浩来源：《现代信息科技》2024年第10期摘要：由于高速公路施工项目工期短、成本高等原因，高速公路施工现场的柴油发动机在发生故障时，需要得到及时的故障诊断和故障处理。

通过BiLSTM-CRF模型实现故障实体抽取和关系抽取，利用结构化的语义网络来描述柴油发动机故障知识，以此构建柴油发动机故障领域知识图谱。

同时，结合贝叶斯网络实现故障原因推理以对其知识图谱进行补全，还设计了基于知识图谱的柴油发动机故障诊断系统，以全面提升高速公路施工现场工程机械的维修效率。

关键词：柴油发动机；故障领域；实体抽取；语义网络；贝叶斯网络中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2024）10-0112-06Diesel Engine Fault Diagnosis Research and System Design Based on Knowledge GraphCHEN Ke1， TAN Qushan2， WANG Jia2， LI Wei2， JIANG Yuao2， YUAN Wendan1，WU Hao1（1.Chengdu Branch of Sichuan Chengmian Cangba Expressway Construction & Development Group Co.， Ltd.， Chengdu 618206， China; 2.Sichuan Digital Transportation Technology Co.，Ltd.， Chengdu 610218 China）Abstract： Due to the short construction period and high cost of highway construction projects，diesel engine on the highway construction site needs to receive timely fault diagnosis and troubleshooting when it malfunctions. It uses the BiLSTM-CRF model to extract fault entities and relationships， a structured semantic network is used to describe the knowledge of diesel engine faults， and a knowledge graph in the field of diesel engine faults is constructed. At the same time，Bayesian networks are combined to achieve fault cause inference and complete its knowledge graph.A diesel engine fault diagnosis system based on knowledge graph is also designed to comprehensively improve the maintenance efficiency of construction machinery on highway construction site.Keywords： diesel engine; fault field; entity extraction; semantic network; Bayesian network0 引言高速公路施工現场的柴油发动机在运行过程中会产生大量的部件故障信息，这些数据中蕴含着丰富的价值，但维修人员无法充分利用这些数据进行故障诊断和故障排除[1]，因此构建柴油发动机故障领域知识图谱和故障诊断系统是需要深入研究的课题[2]，这一研究过程需要以语义信息为基础[3]。

引导式整车OBD自动核查系统的研究与应用张良;马光伟;刘通;武聪魁;李攀攀【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2024(53)3【摘要】随着国六排放法规趋严,重型柴油发动机排放控制的车载诊断系统(Onboard Diagnostics,OBD)标定和策略也随之越来越复杂,为了确保汽车的安全、高效运行,对车辆进行OBD功能核查至关重要。

现有整车OBD核查工作存在数据采集和处理不便的问题,同时主要依赖于专业工程师的经验和熟练程度,测试效率低,无法满足车型快速升级的需求。

针对以上问题,提出了建立引导式整车OBD自动核查系统,基于Auto-Box控制盒,以OBD-II为基础,整合了多种技术手段,借助软件界面良好的人机交互性,实现引导式自动控制,实现了对车辆排放及性能状况的快速、准确检测和判断,从而提供了一套标准一致、流程规范的自动核查确认系统,辅助工程师进行核查确认,并最终达到替代专业工程师的目的。

通过系统测试,证明了该系统具有较高的检测准确性和高效性,并且可以方便地应用于各种车型和环境,为汽车行业提供了一种安全、高效、低成本的整车OBD自动核查系统。

【总页数】4页(P121-124)【作者】张良;马光伟;刘通;武聪魁;李攀攀【作者单位】潍柴动力股份有限公司【正文语种】中文【中图分类】U467.1【相关文献】1.一种新型公路自动衡(探讨)(一种新型公路称重系统)——整车式计重称量系统2.自动引导车辆系统的研究（二）：有线图象识别式自动引导车辆系统设计3.整车式动态称重系统在高速公路收费系统中的应用研究4.整车生产过程中MES系统自动化应用研究5.国六重型柴油车整车OBD和NOx控制系统试验方法研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

轻型柴油车DPF复合再生的燃油添加剂自动加注控制系统设计俞妍;卜建国;徐正飞;姚广涛;柳贵东【摘要】研制了一套燃油添加剂自动加注系统,以辅助微粒捕集器(DPF)更充分地再生.从硬件上设计了信号采集和调理电路、执行器驱动电路、电源电路和CAN通信电路等,软件上实现了基于状态机的控制策略,优化了燃油液位测量和添加剂加注算法.设计并进行了添加剂加注和DPF再生试验,通过数据分析得出此系统可以精确加注添加剂,从而更充分实现DPF再生.%A set of fuel additive automatic dosing system was designed to assist diesel particulate filter (DPF) to get a better regeneration. The signal acquisition and modulating circuit, actuator drive circuit, power circuit and CAN communication circuit were designed. The control strategy of state machine was realized and the fuel level measurement and additive dosing algorithm were optimized. Finally, the experiments of additive dosing and DPF regeneration were designed and carried out. The results show that the system can fill the additive accurately and realize DPF regeneration more thoroughly.【期刊名称】《车用发动机》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】5页(P18-22)【关键词】微粒捕集器;再生;燃油添加剂;控制系统;状态机【作者】俞妍;卜建国;徐正飞;姚广涛;柳贵东【作者单位】军事交通学院基础部,天津300161;军事交通学院汽车工程系,天津300161;军事交通学院汽车工程系,天津 300161;军事交通学院汽车工程系,天津300161;军事交通学院基础部,天津300161【正文语种】中文【中图分类】TK416.1目前，我国柴油车保有量逐年增加，由此带来的污染问题日益严重。

一种车辆远程诊断方法的研究与实现摘要车辆远程诊断是当前汽车行业热门的研究领域，本文基于OBD （On-Board Diagnostics）系统，研究并实现了一种车辆远程诊断方法。

该方法能够通过网络远程连接车辆并对其进行诊断和故障排查，有效降低了车辆维修成本和时间，提高了汽车安全性和可靠性。

关键词：车辆远程诊断；OBD 系统；故障排查；网络连接；安全性；可靠性。

一、引言汽车行业是一个庞大的产业，其中维修和改装服务是其重要组成部分。

然而，汽车维修过程中经常出现故障诊断难度大、耗时长、成本高等问题。

为了解决这些问题，许多汽车公司和厂商开始探索新的解决方案，其中远程诊断技术是一种有效的方法。

远程诊断技术能够通过网络连接汽车，进行故障检测、诊断和排查，从而降低维修成本和时间，提高汽车的可靠性和安全性。

现代汽车中，OBD 系统是最普遍的诊断系统之一。

OBD 系统通过车载计算机对车辆进行监测，当车辆出现故障时，通过OBD 接口将故障码传递给维修人员进行诊断。

然而，OBD 系统只能提供局部的故障信息，不能进行全面的诊断和排查，也不能实现远程控制和监测。

因此，本文基于OBD 系统，研究并实现了一种车辆远程诊断方法。

该方法采用网络连接方式，能够实现远程监测、控制和诊断，有效降低了维修成本和时间。

二、OBD 系统概述OBD 系统（On-Board Diagnostics）是现代汽车的一个重要系统，其主要功能是对车辆进行监测和故障诊断。

OBD 系统采用车载计算机对车辆进行实时监测，并通过OBD 接口将故障信息和检测数据传递给维修人员进行诊断和排查。

OBD 系统分为两种类型：OBD-I 和OBD-II。

OBD-I 是早期的OBD 系统，其诊断能力和功能较弱。

OBD-II 是后来的一种标准化系统，具有更强的诊断能力和功能。

目前，绝大部分汽车使用的都是OBD-II 系统。

OBD-II 系统包括两个部分：OBD-II 标准和OBD-II 接口。

Internal Combustion Engine & Parts• 33•柴油车DPF再生时排气特性研究王继佳；陈桥(军事交通学院研究生管理大队，天津300161)摘要：柴油机颗粒过滤器（DPF，Diesel particulate Filter)被公认为处理柴油机颗粒物排放的最有效措施，但是D PF再生技术有待 进一步研究解决。

本文对基于乙醇氧化的DOC辅助D PF再生技术的排气条件特性进行了研究，能更好寻找乙醇喷射时间点和规律，减少再生时产生的有毒气体。

关键词：DPF;乙醇喷射;排气特性0引言DPF工作一段时间后PM堆积粘附在过滤壁上，气体通过性显著下降，产生较大空气阻力，反作用于发动机[|]。

此时，必须及时除去颗粒物捕集器积存的颗粒，才能使发动机和颗粒物捕集器正常工作，这个过程称为再生。

目前，热再生技术主要包括:燃烧器再生、电加热再生、微波加热再生和喷乙醇助燃再生。

基于乙醇氧化的DOC辅助D PF再生技术是军事交通学院唐粵清、张卫锋等人设计的再生方法，利用乙醇燃点低等特性，采用向过滤体内部喷射乙醇的方式点燃PM实现再生，如图1所示[2]。

该方法成本较低，但乙醇在高温时发生复杂的化学反应，易生成有毒物质。

所以需要对 DPF再生时的排气条件进行研究，寻找适宜的乙醇喷射时 间点，防止有毒物质的生成。

1再生技术介绍乙醇的碳链相比柴油较短，且常温常压下乙醇的沸点 为78.5益，而柴油的沸点大于180益，乙醇在排气温度下更 易挥发成乙醇蒸汽，因此乙醇的喷射压力比柴油的喷射压 力小。

DPF再生系统通过对柴油机运行工况以及排气条件 进行监控，当判断柴油机排气条件符合系统再生条件时，在排气管道内喷射适量的乙醇，乙醇在气流和排气温度的 作用下雾化，利用DOC将乙醇蒸汽氧化，使D PF入□温 度达到颗粒物氧化所需的温度，从而实现DPF再生。

根据再生系统的原理和功能需求，由于乙醇沸点低，直接用喷嘴在排气管道中喷射乙醇可能出现气阻，因此确 定乙醇供给模块采用气助式喷射方式。

DPF方案引言柴油颗粒捕集器（Diesel Particulate Filter，DPF）是一种用于减少柴油车辆尾气排放的关键设备。

本文将介绍DPF方案的原理、应用、优点和缺点，以及如何维护和管理DPF。

1. DPF原理DPF是一种过滤器，它能够捕集和储存柴油车辆尾气中的颗粒物。

在DPF中，废气进入过滤器，颗粒物被捕集在过滤器的孔隙中，而清洁的废气通过过滤器并排出。

当DPF中的颗粒物积累到一定程度时，需要进行再生过程将其烧毁，以保持过滤器的有效性。

2. DPF应用DPF广泛应用于柴油车辆，包括公交车、卡车和工程机械等。

由于柴油车辆尾气中颗粒物含量较高，使用DPF可以有效减少颗粒物的排放，从而改善空气质量，并符合环境保护的要求。

3. DPF优点•减少颗粒物排放：DPF能够捕集和储存颗粒物，显著减少其排放至大气中。

•提高环保性能：通过减少颗粒物排放，DPF符合环保要求，改善空气质量。

•增强发动机效率：干净的废气可以提高发动机的燃烧效率，减少燃料消耗。

•增加车辆寿命：降低颗粒物对发动机和其他排气系统部件的损害，延长车辆使用寿命。

4. DPF缺点•需要维护：DPF需要定期进行维护和清洁，以保持其有效性。

这包括定期清除DPF中的积聚物，以及进行DPF的再生过程。

•增加排气阻力：DPF的安装会增加排气系统的阻力，可能会影响车辆的性能和燃料经济性。

•依赖操作员操作：对于使用DPF的车辆，操作员需要定期检查DPF 的状态，完成维护和再生过程。

5. DPF维护和管理为了确保DPF的有效性，需要进行定期的维护和管理。

以下是一些管理DPF的建议： - 定期检查DPF的状态：操作员应定期检查DPF是否需要清洁或更换，以确保其正常工作。

- 定期进行DPF清洁：可以使用不同的方法进行DPF的清洁，包括机械清洁、热再生和化学清洗等。

- 定期进行DPF再生：DPF中积聚的颗粒物需要进行再生过程，以保持其过滤能力。

可以使用车辆的内部系统进行再生，或者进行外部再生。

轻型汽油车国六后处理OBD系统开发刘洋;张文彬;华伦;张云龙;帅石金【摘要】基于快速原型的思想,开发了一套轻型汽油车国六后处理OBD系统.该系统的硬件由NI PXI平台定制而成,能够对三效催化器(TWC)和汽油机颗粒捕集器(GPF)集成后处理系统的传感器信号和发动机工况参数进行采集和通信;在Matlab/Simulink中开发了基于神经网络的故障诊断模型和基于状态机的故障决策模型,将模型进行代码生成并下载到实时控制器运行;在上位机PC中通过VeriStand软件,进行系统定义文件的配置和交互界面的设计,实现了系统状态的实时监控.分别通过台架试验和整车转鼓试验对后处理OBD系统进行功能性验证.结果表明,所开发的快速原型系统能够在台架稳态工况和实际驾驶循环中正确诊断出后处理部件的故障,并进行合理的故障决策.【期刊名称】《车用发动机》【年(卷),期】2019(000)004【总页数】8页(P34-40,46)【关键词】快速原型;后处理系统;车载诊断系统;诊断模型;三效催化器;汽油机颗粒捕集器【作者】刘洋;张文彬;华伦;张云龙;帅石金【作者单位】清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京 100084;清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京 100084;清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京 100084;清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京 100084;清华大学汽车安全与节能国家重点实验室,北京 100084【正文语种】中文【中图分类】TK411.5车载诊断系统(On-Board Diagnostics，OBD)是发动机管理系统(Engine Management System，EMS)的重要组成部分，其主要功能为监测发动机控制相关的电子元器件以及部件系统的各类故障，在发动机电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)中记录相应的故障代码，并通过外部的故障指示灯(Malfunction Indicator Lamp，MIL)对驾驶员进行提醒[1-2]。

柴油机DPF安装问题探讨
赵庆华;许书斌
【期刊名称】《内燃机与配件》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】《非道路柴油移动机械污染物排放控制技术要求(发布稿)》规定了第四阶段非道路柴油移动机械及其装用的柴油机污染物排放控制技术要求,是对GB 20891-2014《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国第三、四阶段)》中第四阶段内容的补充。

对额定功率87kw以上非道路国四柴油发动机,标准要求安装DPF后处理系统。

非道路国四柴油机采用了机械泵、VE电控泵、高压共轨系统、增压中冷等技术。

针对国四柴油机DPF安装时,难安装问题。

通过分析,采取巧用大圆孔消除安装时产生应力的难题。

【总页数】3页(P108-110)
【作者】赵庆华;许书斌
【作者单位】常柴股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TK426
【相关文献】
1.柴油机精密偶件维修安装问题探讨
2.农用柴油机DPF载体结构优化研究
3.DPF 再生对柴油机性能的影响
4.重型柴油机DPF非线性非稳态碳载量估算方法研究
5.DOC+DPF系统对柴油机污染物排放特性的影响
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国六柴油 OBD 的基本控制逻辑传统服务技术支持室2021年5月OBD – Nox 控制系统 目录目 录— 国六 OBD二 三 四 五 六 七驾驶员警告系统 驾驶性能限制系统 计数器驾驶员报警和驾驶性能限制系统激活解除 OBD 监控功能原理及其控制策略1.1 国六法规及OBD要求概述1.2 OBD 故障分类对于OBD 系统监控的电气/电子部件、功能监控等监控故障信息，根据故障对发动机排放的影响程度，故障划分为A 、B1、B2和C 类，具体划分原则如下所示：A 类故障：若故障导致的排放超过相应的OBD 限值（OTLs ），则该类故障划分为A 类故障。

B1类故障：若故障导致的排放可能超过OTLs ，但它对排放的影响存在不确定性，因此实际的排放可能高于或低于OTLs 。

在这种情况下故障划分为B1类故障。

B2类故障：对于影响排放但又不超过OTL 限值的故障，定义为B2类故障。

C 类故障：对于可能影响排放但不会超过标准限值的故障，定义为C 类故障。

U 类故障：对于如定速巡航、排气制动等非排放相关故障，定义为U 类故障。

OBD 限值OTLs排放限值C 类故障B1类故 障B2类故 障A 类故障N O X \C H 4\C O1.3 OBD故障指示器（MI）激活准则依据OBD系统检测的故障类别，MI激活按照下图所示的4种激活模式进行激活，具体描述如下：①当系统无故障时，MI按照激活模式1进行激活；②当系统存在C类故障时，MI按照激活模式2进行激活；③当系统存在B类故障、且B1类故障计数器＜200h时，MI按照激活模式3进行激活；④当系统存在A类故障或B1类故障计数器≥200h时，MI按照激活模式4进行激活。

1.3 OBD故障指示器（MI）激活准则1.3 OBD故障指示器（MI）激活准则1.国六OBD1.3 OBD故障指示器（MI）激活消除准则1.4 OBD故障指示器（MI）激活消除准则-故障信息记录1.4 OBD监控-电子电气部件1.国六OBD1.5 OBD监控-系统功能11.国六OBD1.5 OBD监控-系统功能21.5 OBD监控-监测频率（IUPR）1.5 OBD监控-监测频率（IUPR）1.5 OBD监控-监测要求1.5 OBD监控-监测要求2.OBD-NOx控制系统NOx控制系统有三个主要组成部分①驾驶员报警系统：是由指示灯、符号，可选的声音警报和来自车辆监控系统的输出信息组成的系统。

收稿日期：２０１９－０５－２１作者简介：伍赛特（１９９０ ），男，硕士，助理工程师，主要研究方向为内燃机与动力装置㊂Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｗｕｓａｉｔｅ＠１２６ ｃｏｍ㊂ＤＯＩ：１０ １９４６６／ｊ ｃｎｋｉ １６７４－１９８６ ２０１９ １１ ０２２ＤＰＦ柴油车面临的主要技术问题及解决方案研究伍赛特（上海汽车集团股份有限公司，上海２００４３８）摘要：重点阐述了配装有颗粒捕集器（ＤＰＦ）的柴油车面临的相关技术问题，并针对问题给出了相应的解决方案，为相关科学研究及工程实践提供了参考㊂即便存在一系列技术问题，但ＤＰＦ依然是当前用于柴油车的有效减少ＰＭ排放的后处理装置㊂因此需依据车型特点进行相应的ＤＰＦ参数匹配，以解决相应的问题㊂随着相关技术的不断完善及优化，ＤＰＦ必将会在柴油车领域得以广泛应用㊂关键词：柴油车；颗粒捕集器；颗粒排放物；燃烧；再生中图分类号：Ｕ４６㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀文章编号：１６７４－１９８６（２０１９）１１－０９１－０３ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＭａｉｎＴｅｃｈｎｉｃａｌＰｒｏｂｌｅｍｓａｎｄＳｏｌｕｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅＤＰＦＤｉｅｓｅｌＶｅｈｉｃｌｅＷＵＳａｉｔｅ（ＳＡＩＣＭｏｔｏｒ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００４３８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅｌａｔｅｄｔｅｃｈｎｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍｓｆａｃｅｄｂｙｄｉｅｓｅｌｖｅｈｉｃｌｅｓｅｑｕｉｐｐｅｄｗｉｔｈｄｉｅｓｅｌｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｆｉｌｔｅｒ（ＤＰＦ）ｗｅｒｅｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｗａｓｇｉｖｅｎｔｏｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｒｅｌｅｖａｎｔｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅ．Ｅｖｅｎｉｆｔｈｅｒｅａｒｅａｓｅｒｉｅｓｏｆｔｅｃｈｎｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｉｔｉｓｕｎｄｅｎｉａｂｌｅｔｈａｔＤＰＦｉｓｓｔｉｌｌｔｈｅｐｏｓｔ⁃ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｄｅｖｉｃｅｕｓｅｄｂｙｄｉｅｓｅｌｖｅｈｉｃｌｅｓｔｏｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｒｅｄｕｃｅＰＭｅｍｉｓｓｉｏｎｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｍａｔｃｈｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇＤＰＦｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅ．Ｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｒｅｌａｔｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ＤＰＦｍｕｓｔｂｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｏｆｄｉｅｓｅｌｖｅｈｉｃｌｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｄｉｅｓｅｌｖｅｈｉｃｌｅ；Ｄｉｅｓｅｌｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｆｉｌｔｅｒ；Ｐａｒｔｉｃｌｅｅｍｉｓｓｉｏｎ；Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ；Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ０㊀引言颗粒捕集器（ＤＰＦ）是柴油车上配置的用于消除颗粒（ＰＭ）的后处理装置㊂柴油车排气系统安装ＤＰＦ之后，排气背压将会随之升高㊂如果在ＤＰＦ工作过程中，无法及时清除过滤的ＰＭ，则随着ＤＰＦ上ＰＭ沉积量的增加，排气背压将会迅速增大，严重影响柴油机的动力性㊁经济性和排放性能［１－２］㊂目前常用的有效消除ＤＰＦ上沉积ＰＭ的方法是氧化燃烧法，但会在ＤＰＦ滤芯上留下灰分等沉积物㊂同时如果使用不当，还可能导致ＤＰＦ滤芯高温烧裂或熔化，ＤＰＦ的过滤性能将会迅速下降甚至丧失㊂因此，安装ＤＰＦ后车辆的性能㊁使用要求等将发生变化，本文作者详细介绍了ＤＰＦ柴油车行驶和使用过程存在的主要问题，并提出了相应解决方案㊂１㊀ＤＰＦ柴油车面临的主要问题１ １㊀受排气温度的影响车辆处于市区工况下，ＤＰＦ中的ＰＭ通常难以着火及燃烧㊂而随着使用时间增长，储存在容积有限的过滤器上的ＰＭ数量会不断沉积增多［３］㊂如果排气温度足够高或沉积的ＰＭ极易被氧化，则沉积的ＰＭ会被氧化并排入大气㊂但是在常用市区工况下，柴油机排气温度低，而ＤＰＦ中ＰＭ的点燃温度较高㊁氧化燃烧慢，即使被引燃，中㊁小负荷下的ＰＭ也难以被完全燃烧，仅有大约８５％的ＰＭ可被氧化成ＣＯ２气体，其余部分因缺氧而无法完全燃烧，以ＣＯ的形式排出㊂在怠速工况时排气温度低于１５０ħ，柴油机在低速㊁低负荷工况时排气温度也较低，常用工况范围的排气总管出口附近的排气温度在２５０ ４５０ħ㊂可见，在常用工况下很难达到ＰＭ被氧化所需的６００ħ以上的高温㊂仅在高速㊁高负荷工况，排气温度可以达到该指标，且可以较快地氧化燃烧掉过滤出的ＰＭ㊂排气温度受到柴油机结构特点㊁工况和使用条件等影响，相对ＰＭ氧化所需的６００ħ以上的高温而言，普通柴油机常用工况下难以达到㊂１ ２㊀受排气背压的影响排气背压逐步增大，柴油机动力性㊁经济性和排放性能会相应恶化，当车辆安装ＤＰＦ后，发动机排气背压逐渐增大，发动机性能会受到影响㊂随着ＰＭ堆积量的增加，发动机排气背压会快速增大，而当再生过程控制不当时，甚至会出现部分孔道堵塞的情况㊂发动机排气背压增大或部分孔道堵塞的结果是发动机排气不畅，进气量减少，缸内混合气中残余废气量增加，燃烧速率降低，发动机动力性㊁经济性和排放性能恶化［４］㊂由于市区常用工况下ＤＰＦ中的ＰＭ无法被充分氧化燃烧，其结果会导致排气压力（背压）增加，并对发动机性能产生多方面影响，如增加排气功率消耗㊁降低增压发动机进气歧管压力㊁影响气缸扫气和燃烧㊁导致涡轮增压器故障等㊂背压增加后，首先可能会影响涡轮增压器的性能，使进入缸内空气量减少，气缸（特别是自然吸气发动机）内残余气体增加，混合气的空燃比减小，发动机排放性能恶化㊂但由于气缸内残余气体增加，相当于发动机采用了内部废气再循环（ＥＧＲ）技术，故可以轻微减少ＮＯｘ排放量，安装ＤＰＦ系统可减少２％ ３％的ＮＯｘ排放㊂其次会额外增加发动机压缩㊁排气的机械功或能量，还会影响废气涡轮增压气发动机的进气歧管压力，导致油耗㊁ＰＭ排放㊁ＣＯ排放和排气温度增加㊂排气温度的增加会导致排气门和涡轮增压器过热以及发动机热负荷增加，并可能引起ＮＯｘ排放量的增加㊂除此之外，背压增加可能会影响涡轮增压发动机的润滑油和冷却介质正常工作，特别是排气背压过高时，可能导致涡轮增压器的密封失效，导致润滑油泄漏到排气系统㊂对ＤＰＦ或其他催化剂系统来说，润滑油泄漏也会导致催化剂失去活性或中毒等㊂排气背压对发动机性能具有重要影响，这一点已通过大量研究被证实㊂１ ３㊀车辆控制及操作复杂从ＤＰＦ系统的组成及工作原理可知，对配装有ＤＰＦ的车辆进行控制，需根据车辆行驶工况㊁排气温度㊁ＤＰＦ压降（或ＰＭ过滤量）等控制ＤＰＦ再生㊂在车辆加速或较大负荷运转时，缸内燃烧的燃料多㊁排气温度高㊂通常当排气温度超过３５０ħ时，ＤＰＦ便可进行被动再生，采用氧化燃烧方式清除掉之前由ＤＰＦ捕集的ＰＭ㊂如果过滤器ＰＭ负载量达到一定限值，压降传感器信号达到阈值，ＤＰＦ系统便开始主动再生，进行自我清洁循环㊂在正常发动机燃烧过程中，向发动机缸内喷射燃油，喷射的燃油蒸发并进入发动机歧管出口的ＤＰＦ，把排气温度提高至６００ ６５０ħ，高温燃气即可引燃之前由ＤＰＦ捕集的ＰＭ，ＤＰＦ系统即开始主动再生㊂当车辆在进行再生循环时，ＥＣＵ将会适当提高发动机功率和怠速转速㊂如果此时主动使发动机停止运转，ＤＰＦ则会继续进行再生［５］㊂另外，安装ＤＰＦ的车辆通常会增加ＤＰＦ性能显示装置及手动再生开关等㊂在车辆正常行驶时，ＤＰＦ的再生控制系统则采用自动再生工作模式，自动清除ＤＰＦ中捕集的ＰＭ㊂但ＤＰＦ自动再生时对排气温度及行驶时间等有要求，如车辆需以８０ｋｍ／ｈ左右的速度行驶１５ｍｉｎ等㊂当车辆在长时间低速行驶㊁发动机频繁重复启动及停机等特殊条件下使用时，排气温度及高温持续时间无法满足自动再生的要求，发动机ＥＣＵ控制的自动再生系统无法正常工作，ＤＰＦ系统显示装置的再生指示灯就会点亮㊂为了防止过多堆积ＰＭ，车辆的ＤＰＦ系统一般会设置一个 手动再生开关 ，当该开关处于 ＯＮ 的位置时，在车辆停止时ＤＰＦ系统也可以清除ＤＰＦ上沉积的ＰＭ，这种再生方式被称为手动再生㊂以此可说明配装有ＤＰＦ车辆的技术操作比传统车辆更加复杂㊂１ ４㊀使用条件要求高当车辆配装有ＤＰＦ后，其使用条件要求变高，包括车辆使用燃料和润滑油中硫㊁磷的质量分数和标号等㊂当再生过程开始后，发动机转速需高于怠速转速㊂ＤＰＦ所需的再生转速及时间随车型及制造商的不同而存在差异，再生时ＤＰＦ指示器点亮，而当再生过程结束后指示器熄灭㊂一般由于再生过程持续时间较长，释放热量较高，当ＤＰＦ工作于再生模式时，车辆不宜停放在涂装路面㊁植物旁㊁通风不良处和易燃物品附近等㊂１ ５㊀车辆使用及维护费用增加ＤＰＦ装置对过滤体材料要求高，同时需要温度㊁压力等监测和再生装置及其控制系统等，其研发和制造成本不言而喻㊂另外，当ＤＰＦ配装于车辆时，还需要增加车载的控制（如手动再生控制开关）及显示装置等，会导致车辆成本的增加㊂增加车载ＤＰＦ系统会导致排气背压增加，进而引起燃油消耗量增加㊂采用主动再生方式的ＤＰＦ系统，会增加额外的能耗，其结果必然是车辆的能耗费用随之增加㊂ＤＰＦ系统的增加还会使车辆的故障率增加，如再生操作不当导致ＤＰＦ滤芯材料软化㊁局部因高温熔粘及产生裂纹等损坏现象㊂若驾驶模式不当或使用劣质燃料时，会导致ＰＭ及灰分沉积量过大，如果发生此种现象就会产生额外维护费用㊂特别值得一提的是ＤＰＦ长期使用后在其过滤壁面形成的灰分沉积问题㊂发动机燃烧中产生的金属氧化物，将会随着发动机排气排出㊂由于排气温度的逐步降低，燃烧过程生成的金属氧化物等在排气排出过程中会形成灰分［６－７］㊂灰分与排气中的碳烟ＰＭ一起沉积于过滤器壁面形成ＰＭ过滤层㊂当ＤＰＦ再生时ＰＭ会发生氧化和燃烧反应，混杂在ＰＭ过滤层中的灰分前体物将会团聚和表面增长，灰分浓度越大，则灰分ＰＭ团聚和生长速度越快㊂再生结束后，这些团聚状的灰分便沉积于过滤壁面㊂随着车辆使用时间增长和ＤＰＦ反复再生，每次再生沉积于过滤壁面的微量灰分经过长期积累后便形成ＤＰＦ过滤壁面上的灰分沉积层㊂沉积层的厚度随着车辆行驶里程的增加而增加，灰分沉积层增大了气体流过壁面的阻力㊁减少了ＤＰＦ有效过滤面积，影响ＰＭ的沉积和分布㊂进而导致发动机排气背压增加㊁使得ＤＰＦ的催化剂性能丧失，导致发动机燃料经济性恶化和过滤器堵塞㊁寿命缩短㊂ＤＰＦ再生时产生的灰分沉积物会导致ＤＰＦ性能下降，最终使车辆无法正常行驶㊂因此，必须采取专用设备定期（一般行驶约２ˑ１０５ｋｍ后）消除灰分沉积层，故配装有ＤＰＦ的车辆，其维护费用高于普通车辆㊂ＤＰＦ过滤壁面上的灰分沉积层的形成速度与ＤＰＦ的再生方式及使用的燃料㊁润滑油品质密切相关㊂采用主动再生和被动再生２种不同再生方式的ＤＰＦ，其表面的灰分形态和分布相差甚大，被动再生ＤＰＦ的入口㊁中间和出口截面均有明显的灰分沉积物，接近封堵的出口附近已完全被灰分沉积物堵塞［８］㊂燃料和润滑油中硫㊁磷的质量分数对ＤＰＦ的灰分沉积影响极大㊂当使用普通柴油和柴油机油时，经过长时间使用后，反复多次再生过程，会在过滤体材料表面产生灰分沉积㊁产生多种灰分沉积物㊂ＤＰＦ再生时产生的灰分沉积物不仅导致ＤＰＦ性能下降，由于必须采取专用设备定期清除，故还会导致产生额外的维护费用㊂２㊀针对ＤＰＦ柴油车存在问题的解决方案从上述ＤＰＦ对柴油机性能的影响和常用柴油机工况排气温度低的角度来看，在常用的柴油机运转条件下，ＤＰＦ上收集的ＰＭ无法自燃及氧化，只能不断堆积，直至排气背压大到柴油机无法正常工作㊂另外，当ＰＭ被点燃后，温度容易过高，损伤或烧坏过滤器滤芯，使ＤＰＦ起不到充分净化ＰＭ的作用㊂总之，与传统柴油车相比，柴油车排气系统安装ＤＰＦ之后，使用中存在的主要问题可归纳为２个方面：（１）ＰＭ沉积量的增加引起的背压升高所导致的柴油机动力性㊁经济性和排放性能恶化问题㊂（２）清除ＰＭ（再生）时产生的高温及灰分团聚等导致的ＤＰＦ性能恶化和对车辆使用要求的提高㊂针对背压升高问题，在针对具体柴油车进行匹配时，应尽量选用流动阻力低㊁ＰＭ负载量高的ＤＰＦ，并且该类ＤＰＦ装置应配装有再生装置㊂再生装置应具有点燃沉积在过滤壁面上ＰＭ的功能，可及时清除ＤＰＦ滤芯上的ＰＭ，避免背压上升过高㊂实现再生后，可使ＤＰＦ的压降恢复到或接近使用初期状态㊂因此，可以说ＤＰＦ的再生性能决定了其能否成功应用㊂ＤＰＦ再生时面临的高温问题，可通过ＤＰＦ控制策略优化㊁结构设计和滤芯材料选择等方法解决㊂在制定ＤＰＦ再生控制策略时，再生时刻选择需要优化，以避免出现ＰＭ沉积量过多，因再生产生热量过多出现温度过高现象㊂在进行ＤＰＦ结构设计时，应采用ＰＭ分布均匀性好的ＤＰＦ结构，充分考虑再生时的散热问题，避免局部过热导致ＤＰＦ结构损坏㊂同时在选择滤芯材料时，在过滤性能及压降等指标相近的情况下，应尽量选择高熔点的耐高温滤芯材料㊂由于ＤＰＦ再生时灰分团聚的产生与ＤＰＦ结构特点㊁使用条件及柴油和润滑油品质等密切相关，ＤＰＦ过滤材料表面灰分沉积问题的主要对策有２个：（１）开发专用灰分清除设备，及时清除灰分沉积㊂（２）使用低硫㊁低灰分柴油和润滑油，减少灰分产生量㊂３㊀结论及展望即便存在一系列技术问题，但不可否认ＤＰＦ依然是当前用于柴油车的有效减少ＰＭ排放的后处理装置㊂为此需依据车型特点进行相应ＤＰＦ参数匹配，以解决相应的问题㊂随着相关技术的不断完善及优化，ＤＰＦ必将会在柴油车领域得以广泛应用㊂参考文献：［１］张海蓉．柴油机尾气中ＰＭ和ＮＯｘ在复合金属氧化物上同时催化去除的基础研究［Ｄ］．上海：上海交通大学，２００７．［２］田婵．旋转径向式微粒捕集器消声特性及流动均匀性分析［Ｄ］．长沙：湖南大学，２０１２．［３］魏雄武．柴油机微粒捕集器及其再生技术分析与研究［Ｊ］．重型汽车，２００５（２）：３０－３２．［４］花志远．基于ｄＳＰＡＣＥ的预测算法在ＣＮＧ发动机空燃比控制中的应用研究［Ｄ］．合肥：合肥工业大学，２０１２．［５］伍赛特．车用柴油机停缸技术研究综述［Ｊ］．汽车零部件，２０１９（４）：９２－９４．ＷＵＳＴ．Ｓｕｍｍａｒｙｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｃｙｌｉｎｄｅｒｄｅａｃｔｉｖａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｄｉｅｓｅｌｅｎｇｉｎｅｕｓｅｄｉｎｖｅｈｉｃｌｅ［Ｊ］．ＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＰａｒｔｓ，２０１９（４）：９２－９４．［６］伍赛特．内燃机适应性及运用方式［Ｊ］．柴油机设计与制造，２０１９，２５（１）：５５－５６．［７］伍赛特．内燃机ＨＣＣＩ及ＰＣＣＩ燃烧方式研究综述［Ｊ］．能源与环境，２０１９（１）：１０－１１．ＷＵＳＴ．ＳｕｍｍａｒｙｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｏｎＨＣＣＩａｎｄＰＣＣＩｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｍｏｄｅｓｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｅｎｇｉｎｅｓ［Ｊ］．ＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２０１９（１）：１０－１１．［８］李兴虎．柴油车排气后处理技术［Ｍ］．北京：国防工业出版社，２０１６．。

摘　要：汽车污染物排放控制国家标准，是降低机动车大气污染的基础要求，OBD要求是汽车污染物排放标准的重要内容，需要详细解读。

本文选取OBD一般要求，OBD监测要求，OBD检验验证要求3个方面研究解读轻型和重型国六标准OBD要求，同时将OBD一般要求又分为OBD试验循环、OBD阈值、MIL和故障码要求、OBD信息等进行解读。

本文重点对比轻型和重型国六标准OBD要求中的MIL和故障码要求、OBD信息、OBD监测要求等。

并简单总结轻型和重型国六标准OBD要求的差异和相互借鉴之处。

关键词：排放标准，OBD要求，MIL和故障码DOI编码：10.3969/j.issn.1674-5698.2021.06.011Comparative Study on OBD Requirements of CN-6 EmissionStandards for Light-duty and Heavy-duty V ehiclesYUE Chong-hui（Weichai Power Co., Ltd.）Abstract: The CN-6 emission standards for light-duty and heavy-duty vehicles are the basic requirement for reducing air pollution from motor vehicles. OBD regulation is an important content of automobile emission standard, which needs to be studied and interpreted in details. This paper selects OBD general requirements, OBD monitoring requirements, OBD inspection validation requirements on OBD regulations of CN-6 emission standards for study, and does some research on OBD testing cycle, OBD threshold, MIL and fault code requirements, OBD information of OBD general requirements. It focuses on the comparison of MIL and fault code requirements, OBD information, OBD monitoring requirements of CN-6 OBD regulations for light-duty and heavy-duty vehicles, and makes a brief summary of the differences and mutual references of the two OBD regulations.Keywords: emission standard, OBD requirement, MIL and fault code作者简介：岳崇会，硕士研究生，研究方向为排放法规与OBD技术。

重型柴油车远程OBD系统数据分析研究进展综述
刘浩业;张潇文;任烁今;王天友
【期刊名称】《能源环境保护》
【年(卷),期】2023(37)1
【摘要】重型柴油车是大气中氮氧化物和颗粒物的重要来源。

远程OBD系统将OBD技术与无线通讯技术相结合,将车辆的运行数据、排放状况和故障信息发送给监管部门,可实现对重型柴油车全生命周期的排放监控。

目前围绕重型柴油车远程OBD系统数据分析的主要研究方向包括:超排车识别和故障诊断、车辆后处理系统作弊识别和实际道路环境下车辆性能特征分析,本文对以上3个方向的研究进展进行了综述。

超排车识别的关键问题是如何基于现有远程OBD系统采集的NO x浓度数据和有限的车辆状态数据识别车辆排放是否符合法规要求,车辆后处理系统作弊识别的关键问题是如何平衡作弊识别算法的准确性和复杂性。

实际道路环境下车辆性能特征分析为法规制定和动力技术升级提供重要参考。

【总页数】7页(P58-64)
【作者】刘浩业;张潇文;任烁今;王天友
【作者单位】天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室;中汽研汽车检验中心(天津)有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】X831
【相关文献】
1.基于OBD功能的重型柴油车SCR系统监控
2.远程教育及其管理系统研究进展综述
3.重型柴油车尿素SCR系统及其控制策略研究进展
4.重型柴油车污染排放OBD在线监控系统研究
5.基于多信息源融合的国六重型柴油车OBD-Ⅲ系统设计
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商用车柴油机DPF对排放影响的模拟及试验研究国六排放法规对颗粒物排放要求的进一步加严,柴油机颗粒捕集器（Diesel Particulate Filter,DPF）作为目前控制颗粒物排放最有效的手段,已经成为商用车重型柴油机排放后处理系统上不可或缺的装置。

DPF在捕集了一定量的碳烟后,会增大排气阻力,影响发动机正常运行,需要周期性的进行再生,通过在涡轮增压器后的排气管中喷射柴油,利用氧化柴油产生的热量将DPF中碳烟清除的主动再生技术,是重型柴油机满足国六排放法规的关键技术之一。

对DPF工作过程进行分析研究具有非常重要的意义和工程实用价值。

以国家重点研发计划“柴油机后处理关键部件评价与产业化技术”课题为依托,搭建了发动机试验台架,并建立了DPF三维仿真模型,对DPF主动再生时的温度场、流场和背压特性进行了试验和仿真研究。

研究内容主要包含4个部分:DPF试验研究;DPF背压特性和DPF再生过程的理论描述和数学建模;DPF内部温度场影响因素分析;DPF气流运动和背压特性仿真分析。

通过发动机台架试验,研究了DPF不同碳载量下的背压特性和主动再生时的温度特性。

研究表明,DPF碳载量与DPF背压有一定的对应关系,可通过背压值预估DPF 捕集的碳载量;DPF再生温度随气流流动和碳烟燃烧的变化而变化,空间上存在先后顺序,前部比后部先升温,中间比四周先升温,温度峰值出现在出口平面,径向温度梯度比轴向温度梯度大。

基于碳烟捕集理论、达西定律以及质量、能量和化学动力学守恒方程对DPF背压和再生过程进行了数学建模。

通过AVL-FIRE软件建立DPF三维仿真模型,并对DPF进行了空载背压标定,得出壁面渗透率k_w=2.555e-12。

然后,将试验数据与三维仿真模型结果进行对比,误差不超过8%,搭建出较可靠的仿真模型。

通过三维仿真模型,模拟了DPF主动再生时的温度场。

分别采用温度峰值、温度梯度、再生时间和再生能耗作为再生评价标准,通过优化流量、温度、O₂体积分数等排气参数,在确保安全再生的前提下,改善再生经济性,减少再生时间,同时保证较高的再生效率。

柴油车DPF系统OBD功能模块结构设计资新运;杜小东;张卫锋;卜建国;姚广涛;毛明【期刊名称】《内燃机》【年(卷),期】2012(000)006【摘要】随着排放法规要求的日益严格，OBD技术在机动车排放控制领域的重要性日益突现。

不仅作为新生产车辆强制性要求的要素，也将成为在用车I／M制度管理的重要内容。

依据OBD技术标准要求，在柴油车后处理DPF系统上进行了OBD功能模块的结构设计，使DPF系统的控制单元DCU具备OBD功能，以满足欧Ⅲ及更高标准的排放法规要求。

该诊断功能结构的布局具有通用意义，为柴油车整车OBD系统的开发提供借鉴。

【总页数】3页(P28-30)【作者】资新运;杜小东;张卫锋;卜建国;姚广涛;毛明【作者单位】军事交通学院汽车工程系,天津300161;军事交通学院汽车工程系,天津300161 78606部队,四川成都610000;军事交通学院汽车工程系,天津300161;军事交通学院汽车工程系,天津300161;军事交通学院汽车工程系,天津300161;军事交通学院汽车工程系,天津300161【正文语种】中文【中图分类】TK421【相关文献】1.基于OBD技术的轻型柴油车DPF系统诊断策略的研究 [J], 卜建国;张卫锋;资新运;徐正飞;姚广涛2.用于柴油车SCR系统的OBD II新构型的设计 [J], 卜建国;张伟;李红勋;张卫锋3.轻型柴油车DPF复合再生的燃油添加剂自动加注控制系统设计 [J], 俞妍;卜建国;徐正飞;姚广涛;柳贵东4.柴油车DPF系统的OBD故障诊断策略研究 [J], 戴金池; 庞海龙; 俞妍; 卜建国; 资新运5.重型柴油车污染排放OBD在线监控系统研究 [J], 李晓斌;李毓勤;刘颖;陈志润因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。