大運重卡國IV產品介紹

一國IV排放升級背景二國IV排放技術路線三后處理系統的特點四國IV電器系統特點五大運國IV產品介紹

一、國IV排放升級背景

國IV排放標準是國家第四階段機動車污染物排放標準，我國的汽車排放標準主要是參考歐洲的標準，國III，國IV排放標準污染物排放限值上與歐III、歐IV標準完全相同，從下面的表格中我們可以看到，國IV標準比國III對排放物（PM、NOX）的要求更為嚴格。

國家環保部發布最新公告，按原計劃（2012年1月1日）在北京市、上海市銷售和注冊的、用于公交、環衛和郵政用途的裝用壓燃式發動機汽車，實施國四標準，停止銷售和注冊登記不符合國Ⅳ標準要求的相關車輛；自2013年7月1日起，所有生產、進口、銷售和注冊登記的車用壓燃式發動機與汽車必須符合國Ⅳ標準的要求。

環保部：機動車排放管理的牽頭部門，積極推動實施國四排放，且基本按排放標準嚴格實施，很少延期；工信部：車輛公告認證的主管部門，受環保部及相關政府部門迫使推進實施國四，在油品不到位的條件下強制實施國四的可能性不大；公安部：車輛注冊登記的主管部門，各車管所按公安部公告系統辦理車輛上牌手續，不執行環保部及其他部位的文件，但近期對車輛違規查處表現較積極。1.國家部委實施意向環保部工信部交通部及認監委2011年2012年2013年2014年2015年1月1日停止受理國三環保認證1月1日至6月30日又給了半年的國三環保補報期7月1日取消國三環保目錄●7月1日停止受理國三公告認證2014年7月1日～15年1月1日取消國三公告●2014年7月1日～15年1月1日停止油耗及CCC認證公安部●2014年7月1日～15年1月1日停止辦理國三產品上牌手續已經實施確定實施預判實施2011年2012年2013年2014～15年

2.地方政府實施意向山西江蘇浙江廣東遼寧山東湖北湖南四川重慶福建北京陜西蘭州銀川新疆河北河南●海口●成都●廣州●蚌埠安徽●上海●南京●深圳●烏魯木齊●西安●淮安●無錫●慶陽●武漢●泉州●杭州●太原

北京

上海

成都

廣州/深圳

烏魯木齊

河南

西安

南京（淮安、無錫）

蘭州（慶陽）武漢福建（泉州）海南（海口）太原合肥（蚌埠）是否已下文件

無

是

是

是

是

是

是

有是

是

是

是

是

是

國Ⅳ實施日期

2013/7/12013/7/12013/7/12013/7/12012/1/12013/1/262013/7/12013/7/1

2013/7/12013/7/12013/7/12013/7/12013/7/12013/7/1預計執行力度

嚴格

嚴格

嚴格

嚴格上牌未執行

上牌未執行

不確定嚴格嚴格嚴格嚴格嚴格嚴格嚴格

二、國IV排放技術路線汽車排放污染物主要有HC（碳氫化合物）、NOx（氮氧合物）、CO（一氧化碳）、PM（微粒）等，壓燃式柴油機由于柴油及其燃燒方式的特征，排放的HC、CO相對汽油機少很多，但排放的NOx和PM大量并存。因此，柴油機排放控制的重點應該是降低顆粒物和NOx的排放量。為了滿足歐Ⅳ及以上排放要求，柴油機單靠燃燒改進等機內凈化技術已經很難滿足越來越嚴格的排放法規，尾氣必須通過柴油機外的排放后處理裝置才能達標。根據汽車工業發達國家的發展經驗，當前主要有兩條技術路線：電控+SCR路線（歐洲路線）EGR+DPF路線（美國路線）

1.電控+SCR技術路線

SCR的工作原理是首先通過調整噴射軟件及其它措施，在發動機汽缸內讓其充分燃燒，使本機PM排放達到國Ⅳ。對于產生的NOx，在車輛的排氣系統中加上一套電控尿素噴射系統，通過“選擇性催化還原”過程，將廢氣中的NOx轉化成氮氣和水排出車外。

2.EGR+DPF/POC技術路線

EGR的工作原理是少部分廢氣經EGR閥進入進氣系統，將一部分排氣循進氣管與新鮮空氣混合后進入汽缸燃燒，廢氣中的CO2可以增加混合氣的熱容量，降低燃燒時的最高溫度，抑制NOx的生成，從而降低了廢氣中的NOx的含量，同時，對于產生的PM（固體微粒）則通過DPF（微粒捕集器）或POC等后處理方法過濾掉。

3.兩種技術路線的比較路線電控+SCREGR+DPF/POC廠家大運、歐曼、陜汽、東風、重汽等解放代表機型濰柴、康明斯等道依茨系/CA6DL/6DM發動機平臺繼承性國Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ可以采用相同的發動機平臺發動機本體變化較大，需要較大的中冷器空間新增系統尾氣后處理系統+車載診斷系統（OBD）冷卻EGR+車載診斷系統（OBD）燃油要求油品適應性不好油品適應性好尿素必用尿素（用量：油耗*5%）不用尿素油耗油耗比國Ⅲ機型可下降約5~7%，考慮到尿素的消耗，也可節約2~3%油耗較國Ⅲ機型升高配套設施需要尿素加注站等基礎建設煉油工業降低硫含量的設備改造其他問題需要解決低溫下尿素結晶問題冷啟動困難，各工況不均勻

4.國III與國IV發動機的主要差別排放升級過程中的不同階段主要區別：排放國一國二國三國四典型特征發動機帶增壓器增加中冷器電控發動機（EGR是特殊產品）電控（必須）+后處理（必須）+0BD診斷（必須）國4發動機技術主要特征說明：1.國4都是電控發動機（國三技術路線存在機械泵(EGR)、機械控制方式）2.國4需要后處理系統（國三無）3.國4增加了OBD系統（國三無）

OBD（OnBoardDiagnosis）即車載診斷系統，主要用于排放控制。OBD可以存儲導致發動機排放超標的故障，便于維修、診斷。一旦OBD檢測到發動機后處理關閉，將自動控制限制發動機輸出扭矩，對于不同車型、機型，一般發動機扭矩限制后，為原扭矩的60-75%不等。正常外特性扭矩限制后外特性扭矩限制后發動機特性SCR技術必須定期添加尿素，如果不加的話OBD就會報警，超過2小時還不加OBD就會限制發動機的輸出功率，也就是車跑不動或很慢，更長時間不加OBD就會鎖死發動機

三、后處理系統的特點SCR是SelectiveCatalyticReduction的縮寫，即選擇性催化還原轉化器。SCR是用來降低發動機尾氣中的NOx（氮氧化物）的，使車輛滿足更高的排放法規要求。

車用尿素溶液存放于專門儲存罐，用壓縮空氣將尿素溶液噴灑向熱的發動機尾氣（約300℃-500℃），氣化后產生還原效率高的氨氣，氨氣與尾氣的NOx在SCR催化器中反應，轉化為無害的水蒸汽和N2，同時吸收有害的煙氣顆粒。尿素罐尿素隔膜泵壓縮空氣供應渦輪增壓器排氣尿素噴射溫度傳感器SCR磚尾管分解區域尿素加料器氮氧化物傳感器2007N2+H2O用量約為燃油的5%J1939通信ECM空氣電磁閥尿素溫度、液位溫度傳感器J1939通信4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O2NH3+NO+NO2→2N2+3H2O8NH3+6NO2→7N2+12H2O

1.國IV后處理系統在整車上的布置特點

國IV車型的整車布置相對于國III車型，重點在于尿素箱、SCR箱、尿素泵的布置，因為國IV后處理系統的開發采用模塊化開發的方式，因此在整車上的布置也具有系列化的特點：尿素箱統一布置在油箱前，便于加液，SCR箱布置在左縱梁一軸之后，雙前軸車輛布置在二軸后，尿素計量泵統一布置在車架內側第一橫梁位置。

2.

SCR系統工作原理

當SCR系統工作時，電控單元采集柴油機的轉速和扭矩信號、排氣管中的排氣溫度信號、催化器溫度信號后電控單元根據輸入參數，查找存儲的尿素噴射脈譜圖，計算出此時所需的尿素量。經過驅動電路，轉化為噴射脈沖信號，控制尿素泵動作。尿素泵將一定量的尿素從尿素罐中抽出，加壓過濾后送到計量控制單元，形成具有一定壓力的尿素待用。當發動機的排氣溫度達到要求時，計量控制單元將一定量的尿素噴入SCR催化器入口前端。在排氣管的混合區，尿素遇高溫分解成NH3和H2O，與排氣充分混合后進入SCR反映裝置。在催化反應區，NH3和NOx反應生成N2和H2O，排到大氣中。

3.化學反應原理

采用尿素水溶液作為還原劑，尿素在高溫下分解成成NH3和CO2，產生的NH3作為還原劑，將廢氣中的NOx還原成N2的過程。SCR：SelectiveCatalyticReduction尿素水解為氨氣：（尿素噴射系統）(NH2)2CO+H2O→2NH3+CO2(要求溫度200℃以上)SCR后處理反應：（SCR催化轉化器）NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O4NO+O2+4NH3→4N2+6H2O2NO2+O2+4NH3→3N2+6H2O

4.尿素箱

尿素箱采用聚乙烯材料，具有堅實可靠，耐腐蝕性強，結構簡單，使用方便等特點。SCR系統所使用的是32.5%（按重量混比）的尿素水溶液，也叫添藍。尿素箱的體積由尿素水溶液用量決定，對于歐4系統，用量相當于燃油消耗量的5%，例如400L柴油大約消耗20L尿素溶液，我公司目前采用的尿素箱有效容積為62L。對于歐五系統，用量是燃油消耗量的7%。尿素水溶液在-11℃時開始結冰，結冰時體積將膨脹9%，因此尿素箱內將提供10%的膨脹容積。

尿素箱還提供了液位和溫度感應裝置。系統診斷、空罐指示、尿素用量監控和驅動儀表板儀表都需要有連續的液位傳感器。當尿素箱內液位到最低點以下時，將發出液位警告。如果尿素箱變空，將發出空罐警告。液位傳感器能檢測出3.0升的尿素箱容積變化。溶液溫度傳感器將監測尿素水溶液的溫度，以確定何時啟動尿素箱加熱器，以及檢測加熱器工作是否正常和過熱。如果溶液溫度低于0攝氏度，將啟動加熱器，在溫度升到7攝氏度之前加熱器將保持打開。尿素箱上部設有通氣閥，用于平衡尿素箱內外氣體壓力。尿素箱內裝有尿素溶液粗濾器，以防止大于0.1mm的大顆粒進入噴射系統。尿素箱的底部設有殘液放出螺栓孔。

尿素箱安裝與油箱同側，距離油箱近一些，方便加液。但不能貼在一起，因為油箱溫度較高，有可能加熱尿素溶液，引起其性質變化，造成后處理系統不能正常工作。罐體要采用豎直布置形式，上方留出空間便于清洗罐中的濾清器，同時尿素溶液的加注口應朝外，便于加液。尿素箱布置要遠離熱源，布置時留出尿素管路走向空間。尿素箱不能布置在整車的最低點，采用支架給尿素箱以支撐。

5.計量泵計量泵上分布有一個來自尿素箱的尿素進液口、一個通往噴嘴的尿素出液口和一個通往尿素箱的尿素回液口。系統正常運行時，打開鑰匙后能聽到泵運轉時發出的短促的聲音，計量泵內部開始運轉，當發動機起動時，泵進入“起動加注”模式，尿素通過供給管輸送，通過回流管回到罐中，這個過程至少持續30s。當排氣溫度達到200℃時，ECU控制計量泵開始噴射尿素溶液。計量泵工作時需要散熱，所以要注意此部分的通風，不能靠近排氣管、催化消聲器、增壓器等熱源太近。計量泵與噴嘴之間的接管應使用軟管，以允許其和排氣管之間的相對震動。當起動鑰匙關閉后，康明斯計量泵會繼續運轉30s,利用壓縮空氣將管路中的尿素溶液吹凈，避免因尿素溶液結晶而造成管路堵塞，濰柴計量泵是非壓縮氣清潔系統，需30s左右鑰匙關閉通電清潔。

計量泵的安裝位置的震動加速度需小于6G，如不滿足要求需使用減震墊。計量泵只能安裝在一個方向上，在底盤上的位置必須保證Z軸垂直，使用四個螺栓固定（濰柴用三個螺栓），安裝平面度要求0.5毫米以內。在車輛上安裝時，計量泵一般不需要專門防護。建議將其安裝在雨水飛濺和泥污較少的位置，避免過多的暴露或對電器接頭和液體接頭造成潛在的損壞。如果計量泵位于容易受損的位置，須有防護罩。

6.尿素噴嘴噴嘴有三個噴孔，安裝位置如圖，具有徑向噴霧排列形狀。噴嘴在管內必須居中且最好安裝在直的排氣管上，但可以安裝在與排氣管中心線垂直的任意徑向角度。最好能將噴嘴放在最不容易受到路面損壞的地方。噴嘴的安裝點距催化消聲器入口端不少于440mm。噴嘴不應位于彎管下游150mm和上游100mm的范圍內。

7.尿素管路

8.排氣管配套要求

尿素對普通鋼材有一定的腐蝕性，再加上高溫，會急劇侵蝕低碳鋼部件。所以噴嘴安裝位置上游200mm到催化轉化器的排氣管路要使用304或439級不銹鋼材料，噴嘴底座和緊固螺栓材料也要求采用相同或相似金屬材料；為降低尿素在排氣管壁上沉積的可能性，排氣管內壁一定要光滑；排氣管路走向順暢，排氣管拐彎位置應有較大的圓角過渡，不應和其他零部件干涉。排氣管路附近的線束、制動管路應由耐熱材料包裹或安裝隔熱裝置。

四、國IV電器系統特點1.國IV發動機電氣系統的架構整車采用CAN總線系統，即車身控制器+CAN總線儀表的電氣控制系統，儀表與發動機的信息交換，均通過CAN報文進行。車身的燈光控制、雨刮控制、整車氣壓信號的采集、車速信號的采集、油量信號的采集、整車上故障診斷等等功能通過車身控制器完成。整車的電氣采用傳統的繼電器控制線路+帶CAN接口步進電機儀表的電氣系統。即發動機的轉速、水溫、油壓、尿素液位、及后處理的各種信息都通過CAN報文發送給儀表。

2.國IV電器系統專用件

1）儀表：相對于國Ⅲ的儀表，國Ⅳ的儀表主要增加了尿素液位表，如圖所示：信號燈增加了后處理相關的故障指示燈，即法規要求的MIL燈：2）尿素管路加熱繼電器模塊

3）尿素管路加熱電氣線路加熱控制由一個主繼電器和四個控制繼電器組成。繼電器盒子和繼電器的工作溫度范圍為-40~80℃。繼電器的工作電壓為24V，繼電器線圈的額定工作電壓為直流24V，工作電壓范圍是直流18~32V。繼電器觸點材料電阻的差異不應隨溫度的變化而變化太大，繼電器線圈電阻范圍100~3000Ω。4）排氣溫度傳感器溫度傳感器的安裝位置，排氣溫度傳感器布置在SCR催化轉化器的上游，因此，將溫度傳感器固定在催化轉化器的上游連接管的溫度傳感器座上。

5）環境溫度傳感器：由于環境溫度傳感器的主要作用是為ECU系統提供外界溫度條件，以對尿素加熱是否需要加熱及加熱要求進行判斷，因此，其布置位置遠離熱源和污泥的重度污染區，以便能夠真實反映外界溫度情況。環境溫度傳感器的電器參數：輸入電壓為5V，ECU內部電路保護電阻阻值為1.0kΩ6）NOx傳感器

NOx傳感器在尾氣管上的傾斜角度推薦為90±10o，傳感器及傳感器ECU的安裝位置如下圖所示：

7）尿素箱加熱水閥當電控單元通過尿素箱溫度傳感器感應到尿素溫度低于一定程度，判斷出尿素箱內尿素溶液需要加熱，通電打開電磁閥。使溫度較高的發動機冷卻液流入尿素箱換熱器管路內與溫度較低的尿素溶液進行換熱，從而使尿素吸液口附近的尿素溶液保持為液態。冷卻液電磁閥工作參數要求：工作環境溫度為-40~80℃，電流最大值為10A，輸入電壓24V，最小電阻6Ω（低于28.5V時）

3.OBD系統

OBD是用于控制車輛排放的一種在線監測診斷系統，它能夠檢測到影響車輛排放的故障的發生并通過存儲相關的故障代碼指示故障可能發生的區域及原因。濰柴國ⅣOBD系統的監測內容：

后處理系統的完整性：后處理系統的部分缺失（零部件，包括：尿素溶液的質量、尿素加熱裝置、尿素泵、尿素泵及尿素管路加熱裝置、尿素噴嘴、NOX傳感器、尿素液位和溫度傳感器、SCR箱上下游溫度傳感器等等與排放相關的元器件）或是整個系統的完全缺失或拆除；SCR系統功能性故障：OBD系統需要能夠監測整個后處理系統中所有與排放相關的元器件的故障，包括尿素泵、尿素噴射閥、噴射壓力、尿素流量、加熱閥、加熱繼電器、各傳感器短路、斷路、傳感器可信性、元器件間電氣連接以及其它可能影響排放的故障。反應試劑尿素的控制監測：

在汽車儀表盤上設有尿素液位指示的儀表。用來通知駕駛員尿素箱內尿素的剩余量，當反應劑貯量出現以下情況之一時，儀表中間的尿素液位報警燈（如圖：

）點亮：a）尿素貯量低于尿素罐10%的容量；b）尿素剩余量能行駛的距離小于燃油箱內剩余燃料所能行駛的距離。

發動機系統的NOx控制

安裝在排氣尾管上的NOx傳感器用來監測尾氣中NOx的排放水平，當NOx排放超過5.0[g/（kW·h）]規定時，會激活故障指示燈MIL

來通知駕駛員。當NOx

排放超過7.0[g/（kW·h）]這個限值時，扭矩限制器將會被激活，來降低發動機性能，這種方式應能讓汽車駕駛員明顯覺察到。同時當扭矩限制器起作用后，故障指示燈會不斷警示駕駛員，并儲存不可清除故障代碼。當扭矩限制器被激活時，無論在什么情況下，發動機扭矩不能超過下列給定值：對于N3類>16000kg的車輛，發動機最大扭矩的60%；對于N3類≤16000kg的車輛，發動機最大扭矩的75%；

故障指示燈（MIL）的控制OBD系統配有一個故障指示器（MIL），位于組合儀表中間。OBD系統監測到與排放相關的故障（包括SCR系統的拆除和缺失，尿素缺少）時，MIL點亮，并在儀表的液晶屏上提示相關的故障。

發動機啟動10s之后，OBD系統未檢測到與排放相關的故障，MIL熄滅。

如果同一故障在至少40個發動機暖機循環或發動機運行100小時內（以先到為準）不再出現，OBD系統可以自動清除該故障代碼、發動機運行時間和凍結楨，但對于法規要求產生的故障代碼，OBD系統應保留該故障代碼和時間的記錄，其保留時間至少為故障指示器激活后發動機運行400天或者9600個小時。

五、大運國IV產品介紹1.大運國IV車型型譜

2.濰柴國IV發動機介紹1).濰柴國IV發動機整體規劃備注：濰柴WP10E41、WP12E41發動機中的“單缸4氣門”機型，編碼現改為：WP10E42、WP12E42。

2).WP4、WP6、WP7系列WP4、WP6、WP7繼成功研發WP10、12后，濰柴動力精心打造了起步國Ⅳ、兼顧國Ⅲ的“7L”排量柴油機，振動小，噪音低，結構緊湊；是輕、中卡最優動力。

3).WP10系列WP10發動機延續國Ⅲ產品優勢，轉速低、扭矩大、經濟耐用，動力強勁，可靠性好；是重型卡車最成熟動力。備注：濰柴WP10.E41發動機中的“單缸4氣門”機型，編碼現改為：WP10.E42。

4).WP12/13系列WP12/13由濰柴動力歐洲研發中心與奧地利AVL聯合研發，可靠性、經濟性指標高于當前國際水平，在國Ⅲ基礎上已成功升級至國Ⅳ、V；是國內唯一成熟的大排量發動機；是重型卡車的理想動力。備注：濰柴WP12.E41發動機中的“單缸4氣門”機型，編碼現改為:WP12.E42。

5).濰柴國IV與國III發動機差異-以WP10為例

機械部分機冷蓋不同，國IV增加后處理取水口；水泵不同，國IV增加后處理回水口。

電器部分ECU不同，國IV采用EDC17系統；低壓油路不同，EDC17不需要冷卻；線束不同，后油門、V4和電控風扇接插件在整車線束上。

強化提升發動機機體強化，可承受的最高爆發壓力提高了2Mpa；連桿采用增強型工字梁，并裝配獨特的內冷油槽襯套；主軸瓦和連桿下瓦采用多元合金瓦，連桿上瓦則采用了專用的等離子噴涂技術，溶污性強，更耐磨；噴油器不同（錐角不同、流量不同、孔徑不同）；凸輪軸、活塞強化。

6).四氣門介紹WP10四氣門系列以兩氣門WP10為基礎，采用四氣門結構，對

進排氣系統進行重新優化；除進氣口坐標稍作變化外，其余與WP10結構完全相同；新增WP10.350E40、WP10350E42、WP10.375E42機型；性能優勢：提升低速扭矩，起步性能更優異。

序號驅動形式平臺編碼基礎車型配置車型公告燃油公告3C認證14×2N8C4180WD42-PB35E14H3AB1A-SWP12.336E40,12JS180TA.3500，雙級減速沖焊橋4.42，有ABS247批23批有2N8E4180WD42-PF35B121-SWP10.290E40，9JS135B，6.5T457前橋，13TSTR輪邊減速沖焊橋，4.42，12R22.54月份計劃無公告，未申報無36×2N8E4250WD4BB-PF28B141-SWP10.336E41，12JSD160TA，5.5T，153前橋，13T，STR輪邊減速沖焊橋.4.42，變截面梁4月份計劃無公告，未申報無公告，未申報4N8E4250WD4BB-EB27B14F1AB1A-SWP10.336E40,12JSD160TA,1700+2750，雙級減速沖焊橋4.42，有ABS，直通梁247批23批有56×4N8C4250WD43-PB32E24J3AB2AWP12.375E40,12JSD200TA,3200+1350，雙級減速沖焊橋4.42，無ABS247批