1、.1柴油機國三升級國四狀態的柴油機國三升級國四狀態的措施及注意事項措施及注意事項.2 要了解柴油機國三、國四發動機的差異，首先需要了解：1、柴油發動機排放污染物的主要成分以及生成 機理；2、了解國家對于國三、國四柴油機的排放控制要求。 了解了以上兩個問題，才可以更好的理解兩種排放控制要求的發動機狀態有什么差異。 以下將先討論柴油機的主要污染物。.3n 在柴油內燃機排氣的成分里，包含有CO2（二氧化碳）、CO（一氧化碳）、HC（碳氫化合物）、NOx（氮氧化合物）、PM（Particulate Matter=微粒子狀物質）/黑煙等等。.4n車用柴油機主要排放物為車用柴油機主要排放物為PM(顆粒狀物

2、顆粒狀物質質)和和NOx，而，而CO和和HC排放較低。控制排放較低。控制柴油機尾氣排放主要是控制顆粒物質柴油機尾氣排放主要是控制顆粒物質PM和和NOx生成，降低生成，降低PM和和NOx的直接排的直接排放放 .5n 柴油機尾氣排放物的生成機理。迄今為止人們已經對NOx的生成機理進行了大量的研究，但尚未達成共識。比較容易接受的是策爾多維奇機理。該機理認為：柴油機排放中的：柴油機排放中的NOx并非來自燃油的燃燒，并非來自燃油的燃燒，而是來自氮氣與氧氣的反應。而是來自氮氣與氧氣的反應。n它是在它是在氧氣過剩氧氣過剩的情況下由于燃燒室的的情況下由于燃燒室的持續高溫持續高溫而而形成的，在膨脹和排氣時有少量

3、的分解，排到大氣形成的，在膨脹和排氣時有少量的分解，排到大氣后遇氧形成后遇氧形成NOx和其它氮氧化物。和其它氮氧化物。 .6nPM是柴油發動機排放的微粒子狀物質的總稱。主要由黑煙、被稱為SOF（可溶有機成分）的燃燒殘留下來的燃料及潤滑油的成分、被稱為氧化硫的由柴油中的硫生成的成分等構成。n相對NOx的生成機理，PM主要是由于燃燒不完全造成的，噴油霧化不好、低氧狀態、燃燒溫度低等都是造成PM的主要原因。.7.8.9n從以上我們看出，如果單純的在發動機本體上把NOx和PM都降到很低是不可能的，由此對發動機進行尾氣處理成了解決這對矛盾的必要措施。.10國三國四排放要求限制標準.11國四后處理方法及對

4、比.12n了解了為什么國四柴油發動機需要進行尾氣處理后，我們需要進一步了解目前國內達到國四標準的路線和控制方法：n1、柴油機體內改善燃燒，降低PM顆粒物的生成，尾氣采用SCR減少NOx。n2、通過EGR在機體內適度引入尾氣，減少機體內混合氣的氧濃度和混合氣的熵，減少NOx，采用顆粒捕捉器DPF控制PM顆粒物排放。.13幾個基本概念nSCR:選擇性催化還原 。nDOC:燃油氧化催化器。nDPF:燃油顆粒過濾器。nPOC:顆粒氧化催化器。nEGR:廢氣再循環。nESC:歐洲標準穩態測試循環 。nETC:歐洲標準瞬態測試循環。.14基本組成 SCR系統主要由尿素罐、尿素泵、尿素噴嘴、催化消聲器、尿素

5、管路及控制單元等組成。.15SCR反應原理n .16工作原理一、SCR系統工作過程： 如上圖所示，當車輛鑰匙開關打到on檔時，控制器（DCU）開始上電，當DCU檢測到發動機啟動后尿素泵開始轉動從尿素罐中抽吸尿素溶液，然后通過回液管回到尿素罐。此過程稱為預注過程，目的是為了排除吸液管中的空氣，使泵腔內快速建立壓力（尿素泵又分為自帶提供噴射動力和不帶提供噴射動力兩種狀態，現主要介紹不帶提供噴射動力型的工作過程）。預注成功后尿素泵將檢測壓縮空氣然后打開壓縮空氣電磁閥，壓縮空氣將從噴嘴吹出。此時，泵將進入等待狀態，當轉速和排溫達到預先標定好的條件后，尿素泵將根據要求的噴射量準確的供應尿素溶.17工作原

6、理 液，同時將一直有壓縮空氣從噴嘴流出。尿素溶液的噴射量由根據發動機的工況和催化器溫度來精確計算。尿素溶液被噴射到排氣管中，與發動機排氣進行均勻混合并進行化學反應，凈化排氣。當車輛鑰匙開關關閉后，系統將依然有壓縮空氣流經噴射管路和噴嘴以進行吹洗，該吹洗動作將持續30秒。因此當車輛鑰匙開關關閉30秒后方可切斷整車電源。二、SCR系統具備了解凍和加熱功能： 1、寒冷天氣運行時，為避免發生結冰或結晶的問題，需要把尿素溶液溫度保持在其冰點（冰點為-11）以上至少 15 。這將使系統液態部分保持在 +4 。因-11以下時會結冰，為.18工作原理 了保證系統在低溫時的正常使用，系統配置有解凍功能，解凍的熱

7、源來源于發動機的冷卻液。當發動機啟動后電控單元通過尿素罐溫度傳感器感應到尿素溫度較低時，DCU將打開加熱水電磁閥，發動機冷卻液將順著管道流向尿素罐，使尿素罐中的冰融化。 2、DCU根據液位溫度及環境溫度傳感器判斷需要加熱時，會通過電源對尿素的進回液管路進行加熱。我們以黃河為界，黃河以北的地區標配對進回液管路帶電加熱功能；.19工作原理 另外計量噴射泵的工作環境溫度：-4080，一般在容易產生結冰的地方都帶有加熱裝置內置，通過控制器對加熱繼電器的控制來保證尿素溫度處于結冰點之上。.20SCR 系統使用說明 特別注意：冬季加注尿素一定不要加的太滿，液位指示剛滿即可。因為當氣溫低于-11時，尿素會結

8、冰體積將膨脹9%，而尿素罐內只提供10%的膨脹容積若加的太滿，沒有膨脹空間，尿素罐可能會脹裂。另外發動機停機后尿素泵會繼續吹掃30 秒將管路中殘留的尿素吹出去，以防止結晶堵塞，所以應在鑰匙開關關閉30 秒后再斷開整車電源。.21SCR 系統使用說明 SCR 系統是一個自動控制系統，當車輛的鑰匙開關處于on 檔，車輛電壓正常，相關管路連接正確，系統將在控制器的控制下工作，不需要人為干預。SCR 系統基本免維護，只要加注符合標準要求的尿素，系統內部終身免維護。用戶要做的就是保持系統外表干凈，電器接頭干燥，壓縮空氣干燥即可。尿素溶液具有腐蝕性，應避免濺到鑄鐵表面。.22EGR系統原理圖.23DOC后

9、排氣處理原理.24DOC的作用及廠家n 通過催化劑的作用，將尾氣中的HC及CO氧化為二氧化碳和水，實現對CH和CO的去除。同時將NOx氧化為NO2。DOC還能將排氣顆粒中的SOF轉化為二氧化碳和水。nDOC是一個放熱過程，POC需要的反應溫度高，DOC的放熱作為后級POC反應的主要組成；DOC反應后的NO2中的O作為氧化劑氧化顆粒物中的C。n國外有EGR+DOC直接達到國四的水平的先例，但是對發動機本體的要求及燃油要求很高。n國內涉及DOC廠家有威孚高科和貴研鉑業等。n國外主要有巴斯夫、康明斯、Sunny Metal、Engine Control Systems等做的比較成熟.25POC的作用nPOC 顆粒氧化凈化器，主要針對柴油車排氣的碳煙顆粒，效率一般在50%70% 。n從OBD角度講，檢測中心將POC定義為顆粒捕捉器，要求對其進行檢測 ；POC的檢測方案不外乎兩種：壓差和排溫 ，由于POC在工作時存在吸放熱過程，所以排溫檢測策略幾乎不可行，剩下就只能用壓差 。目前EGR車型根據法規要求，必須增加壓差傳感器檢測POC給OBD信號。.26n .27EGR對系統的要求n適用法規：柴油車國IV 法規及以上。n系統工作溫度：250600，最佳工作溫度35