為了改善燃燒質量，很多汽車廠都使用了直噴發動機。目前來看，直噴發動機和進氣道噴射發動機相比，燃燒產生的顆粒物會有所上升，那么我們目前有什么方法去減少？

直噴汽油發動機產生的有害排放物與傳統的進氣道式噴射的汽油發動機無太大差異。主要有，碳氫（HC）、一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）和顆粒物（PM：Particlematter）。其中HC、CO和NOx可以通過三元催化器轉化為二氧化碳（CO2）和水（H2O）。但是PM怎么辦？

要治理PM，就要先了解PM。

所以，首先介紹一下顆粒排放物產生的原因吧。

在汽油發動機中，顆粒物主要產生于直噴式的汽油發動機。這是為什么呢？

原來，汽油機燃油直噴后，主要燃油的噴射是在點火前的進氣和壓縮階段完成，相對于進氣道式噴射，燃油的蒸發、霧化時間減少。之后點火燃燒時，可能仍會有部分燃油以液滴形式存在，液態燃油不如氣態燃油燃燒的充分，所以會產生比進氣道噴射式發動機更多的顆粒。其次，由于燃油在缸內噴射，若噴射方向和噴射時刻選取不當，就會有燃油噴射到汽缸壁或活塞頂可能。由于汽缸壁，活塞頂的溫度相對燃燒室內的溫度較低，噴射到這些位置的燃油就不容易燃燒完全，進而產生顆粒。雖然直噴發動機采用了高壓噴射，目的是想讓噴出的燃油霧化效果更好，達到了200個大氣壓，但還是無法完全避免顆粒物的生成。

那么PM是由什么樣的成分組成的呢？

PM主要由三部分組成，分別是炭黑、碳氫化合物和硫酸鹽。其中炭黑是主要成分，大概占55%，碳氫化合物占35%，硫酸鹽占10%。如下圖

發動機生成的顆粒物一般按其粒徑大小分為：

核態顆粒物： 《 50nm

聚集態顆粒物：50nm ~ 1000nm

粗粒子態顆粒物：》1000nm

可見直噴發動機排放的顆粒物直徑都在2.5微米之內，即PM2.5指標就包含這些顆粒。我們只有帶上3M口罩才能有效避免PM2.5的吸入。

以上我們了解了PM的產生原理和組成成分。同樣的，降低顆粒物的排放主要有“控制原排”和“后處理”兩種方案。

在“控制原排”方面，技術人員們用了提高噴油壓力，優化噴油策略，更精確的噴油控制，進氣渦流控制等等手段。

在這里主要介紹“后處理”的方案，即汽油機顆粒捕集器——GPF（Gasoline Particle Filter）。顧名思義，GPF就是將發動機排放出來的顆粒物捕集起來，不讓它們跑到大氣中，當然也不讓它們跑到我們的口罩上。

汽油機相對于柴油機顆粒物排放很低，但是國家對汽油機顆粒物排放的限值也很低，只有4.5mg/km。使用GPF的車輛，在一個測試循環中比未使用GPF的車輛，顆粒物排放可降低約90%。是不是很可觀？？？

隨著環境保護的日益窘迫，我國制定了越來越嚴格的車輛排放限值法規。所以為了我們的環境著想，各大整車廠生產的新車使用GPF是一個必然趨勢。

GPF長什么樣子呢？

GPF外形是圓柱體，和我們傳統的“三元催化器”外形并無差異。所以對于車輛底盤并沒有什么新的改造要求。不同的是內部氣流流通的通道，GPF的通道是蜿蜒的，曲折的，優雅的，如是下面這個樣子。

顆粒在通過側壁時就會被捕集起來，相當于過濾。一般來說，GPF能夠捕集99%的顆粒物。在顆粒捕集的同時，GPF內也在發生著再生。因為顆粒捕集到GPF中后，會存留在其中，相當于堵塞了車輛的排氣通道。如果捕集的顆粒過多，就會提高排氣的阻力，進而提高油耗，這是不利的。幸好當車輛跑高速時由于排氣溫度也較高，顆粒會與排氣中的氧氣燃燒，消耗殆盡，這就是GPF的再生。就是這么簡單！！！

如果在GPF中，涂上可以將其他有害的氣態排放物轉化的涂層，就成了“四元催化器”（NMHC，CO，NOx，PM）。“四元催化器”可以同時轉化四種有害排放物，是不是很神奇？！！雖然“四元催化器”聽起來牛，但是制作它所需要的技術和工藝還是很高端的。

有的車型選擇兩級的催化器。前級采用傳統的“三元催化器”，用來轉化NMHC，CO，NOx，后級采用GPF，只捕集顆粒。這樣搭配，也能同時降低四種有害排放物。但是這樣搭配的缺點是，后級的GPF溫度可能會較低，不利于再生。如果采用一級的“四元催化器”，就可以盡量把它放在離發動機排氣近的地方，這樣就可以利用排氣的高溫來使GPF再生。