柴油机国三升级国四状态的措施及注意事项专用课件.ppt

柴油机国三升级国四状态的措施及注意事项 要了解柴油机国三、国四发动机的差异，首先需要了解： 1、柴油发动机排放污染物的主要成分以及生成 机理； 2、了解国家对于国三、国四柴油机的排放控制要求。 了解了以上两个问题，才可以更好的理解两种排放控制要求的发动机状态有什么差异。 以下将先讨论柴油机的主要污染物。  在柴油内燃机排气的成分里，包含有CO2（二氧化碳）、CO（一氧化碳）、HC（碳氢化合物）、NOx（氮氧化合物）、PM（Particulate Matter=微粒子状物质）/黑烟等等。 车用柴油机主要排放物为PM(颗粒状物质)和NOx，而CO和HC排放较低。控制柴油机尾气排放主要是控制颗粒物质PM和NOx生成，降低PM和NOx的直接排放 ?柴油机尾气排放物的生成机理。迄今为止人们已经对NOx的生成机理进行了大量的研究，但尚未达成共识。比较容易接受的是策尔多维奇机理。该机理认为：柴油机排放中的NOx并非来自燃油的燃烧，而是来自氮气与氧气的反应。 它是在氧气过剩的情况下由于燃烧室的持续高温而形成的，在膨胀和排气时有少量的分解，排到大气后遇氧形成NOx和其它氮氧化物。 PM是柴油发动机排放的微粒子状物质的总称。主要由黑烟、被称为SOF（可溶有机成分）的燃烧残留下来的燃料及润滑油的成分、被称为氧化硫的由柴油中的硫生成的成分等构成。 相对NOx的生成机理，PM主要是由于燃烧不完全造成的，喷油雾化不好、低氧状态、燃烧温度低等都是造成PM的主要原因。 从以上我们看出，如果单纯的在发动机本体上把NOx和PM都降到很低是不可能的，由此对发动机进行尾气处理成了解决这对矛盾的必要措施。 国三国四排放要求限制标准 国四后处理方法及对比 了解了为什么国四柴油发动机需要进行尾气处理后，我们需要进一步了解目前国内达到国四标准的路线和控制方法： 1、柴油机体内改善燃烧，降低PM颗粒物的生成，尾气采用SCR减少NOx。 2、通过EGR在机体内适度引入尾气，减少机体内混合气的氧浓度和混合气的熵，减少NOx，采用颗粒捕捉器DPF控制PM颗粒物排放。 几个基本概念 SCR:选择性催化还原 。 DOC:燃油氧化催化器。 DPF:燃油颗粒过滤器。 POC:颗粒氧化催化器。 EGR:废气再循环。 ESC:欧洲标准稳态测试循环 。 ETC:欧洲标准瞬态测试循环。 基本组成 SCR反应原理 工作原理 工作原理 工作原理 工作原理 SCR 系统使用说明 SCR 系统使用说明 EGR系统原理图 DOC后排气处理原理 DOC的作用及厂家 通过催化剂的作用，将尾气中的HC及CO氧化为二氧化碳和水，实现对CH和CO的去除。同时将NOx氧化为NO2。DOC还能将排气颗粒中的SOF转化为二氧化碳和水。 DOC是一个放热过程，POC需要的反应温度高，DOC的放热作为后级POC反应的主要组成；DOC反应后的NO2中的O作为氧化剂氧化颗粒物中的C。 国外有EGR+DOC直接达到国四的水平的先例，但是对发动机本体的要求及燃油要求很高。 国内涉及DOC厂家有威孚高科和贵研铂业等。 国外主要有巴斯夫、康明斯、??Sunny Metal、??Engine Control Systems等做的比较成熟 POC的作用 POC 颗粒氧化净化器，主要针对柴油车排气的碳烟颗粒，效率一般在50%——70% 。 从OBD角度讲，检测中心将POC定义为颗粒捕捉器，要求对其进行检测 ；POC的检测方案不外乎两种：压差和排温 ，由于POC在工作时存在吸放热过程，所以排温检测策略几乎不可行，剩下就只能用压差 。目前EGR车型根据法规要求，必须增加压差传感器检测POC给OBD信号。 EGR对系统的要求 适用法规：柴油车国IV 法规及以上。 系统工作温度：250~600℃，最佳工作温度350~400℃。 燃油品质要求：含硫量50ppm。 最大碳载量：10 - 15 g/L，视不同结构。 润滑油品质要求：CF-4 及以上牌号。 DOC+POC 使用注意事项 如果POC 捕集的颗粒物得不到有效再生，就会不断累积在POC 中，系统的背压就可能不断上升。当背压上升到一定水平，压差传感器输出电压信号给车辆OBD 系统报警。发生该情况的原因主要有两个： 1）车辆行驶中所添加的柴油未达到国IV 标准（含硫量50ppm），生成了大量的硫酸盐，造成DOC 中毒失效，进 而导致NO2 生成量少，不足以与颗粒物发生连续再生反 应。 2）车辆大部分时间以低速运行（时速60km/h），并有比较 频繁的启停，排气温度较低（低于300℃），导致颗粒 物的再生反应不能发生。 * * SCR系统主要由尿素罐、尿素泵、尿素喷嘴、催化消声器、尿素管路及控制单元等组成。 一、SC