中国国家主席习近平在第七十五届联合国大会中指出，中国将在2030年实现碳达峰，在2060年实现碳中和，我国铁路的碳排放主要来源于内燃机车，目前现有的机车DPF（铁路内燃机车柴油颗粒捕集器）存在体积大、重量重的问题，难以与许多老旧型号的内燃机车实现空间和结构上的有效适配。且当前现有的内燃机车碳颗粒处理装置DPF在机车处于调车作业状态等特殊运行工况时，DPF内部温度因排气温度和流量难以稳定在再生所需的550℃以上，导致碳颗粒累积而堵塞，再生过程频繁故障，使得维护成本居高不下。如何实现DPF在复杂工况下的轻量化集成与高效、稳定再生，是当前技术突破的关键。

针对前述痛点，本产品的核心创新之一在于对DPF载体材料进行了深度优化。采用高孔率、薄壁厚的新型DPF载体，其关键性能参数实现显著突破：空隙率提升至65%：大幅降低了排气背压，从源头上有效减轻了堵塞风险。壁厚减薄至0.2mm：在保证机械强度和过滤精度的前提下，显著降低了载体本身的重量与热容。此举实现了DPF装置的轻量化与低阻力化，不仅直接缓解了适配老旧机车的空间与结构压力，也通过改善排气通畅性，为在低温工况下维持更稳定的排气温度、促进被动再生创造了有利条件。

在完成DPF载体结构创新的基础上，本产品构建了一套集智能感知、主动调控与AI运维于一体的闭环控制系统。该系统核心由三部分构成：一. 感知与执行层:加装了高精度传感器与电动排气蝶阀，用于实时监测排气温度与碳载量。二. 智能控制层：系统内置了两种主动干预模式：（1）低温再生模式：当检测到排气温度低于550℃时，系统自动启用主动电加热辅助系统，将DPF内部温度精准维持在再生所需的最低温度之上，确保碳颗粒的持续分解。堵塞预警与清理模式：（2）当碳载量达到预设阈值，传感器会触发报警，并联动电动蝶阀快速开启，形成湍流，利用其热冲击与物理冲刷作用，有效清除部分已捕集的颗粒物，缓解堵塞。三. 智慧运维层：所有传感器数据均实时上传至云端数据库，并对接AI故障诊断平台。该平台能自动识别运行数据的异常模式，实现故障的早期预警与精准定位，从而将维护模式由“被动响应”升级为“预测性维护”，极大提升了处理时效性与系统可靠性。

为确保控制系统在高温、高湿、高振动环境下的长期稳定性，所有外部电气连接均遵循以下规范：高标准接口：统一采用IP67级及以上的防水插件，确保连接器本身具备优异的防尘与短时浸水防护能力。接线处双重密封：对所有线缆接线点位，实施 “热缩管打底、防水胶带强化”的双重防护工艺，构成可靠的物理屏障，杜绝因水汽、盐雾侵蚀导致的线路故障。 关键部件材料与结构强化针对排气系统的高温与高振动工况，对核心执行机构——电动排气蝶阀进行了专项耐久性设计：耐高温基体：阀体与阀轴等主体结构采用耐高温不锈钢或特种合金，能长期稳定工作于高温排气环境中。抗振动设计：加装减震缓冲结构（如柔性垫片或抗震支架），有效隔离发动机与管道传递的振动，保护执行器的精密电机与传动机构。密封面强化：阀板与阀座的密封面采用硬质合金表面覆层或进行氮化处理，极大提升了表面的硬度、耐磨性与抗咬合能力，确保了阀门在频繁动作下的长期密封有效性，杜绝内漏。