柴油机DOC辅助DPF再生燃油喷射规律的优化_李顶根

柴油机尾气后处理技术基础介绍

柴油机尾气后处理技术
基础开发室性能组
李兴民 2009.4

内容
尾气后处理技术简介 柴油机尾气的组成 后处理基础知识 典型后处理布置方案
DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTD

尾气后处理技术简介
为什么要采用尾气后处理技术？ 为了满足越来越苛刻的环保法 规要求，仅仅依靠发动机本体 的技术措施已经不能满足法规 的要求，专门针对发动机尾气 采用物理、化学方法进行净化 处理的方法叫做发动机尾气后 处理技术
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排放法规
2 (8%)
cu rve
8 (9%) 10 (8%)
Torque
Fu ll l oa d
6 (5%)
4 (10%) 75% load
12 (5%)
5 (5%)
3 (10%) 50% lo ad
13 (5%)
7 (5%)
9 (10%)
25% load
11 (5%)
1 (15%) idle
250
A
B
C
Engine speed
100 Torque [%]
200
50
150
0
Engine speed [%]
100
-50
50
-100
0 0
Urban
600
Rural Time [sec]
-150 1200 Motorway 1800
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柴油机后处理净化技术

柴油机后处理净化技术 1.氧化催化转化器 氧化催化转化器是利用催化剂，象滤清器那样通过排气，将有害成分HC、CO、NOx进行化学反应转化为无害的CO2、H2O和N2的反应器。 减小污染物浓度的原理： 把一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）和颗粒中的可溶性有机物SOF成分氧化成二氧化碳和水。 氧化催化转化器的结构： 主要由壳体、衬垫（减震层）、载体和催化剂涂层四个部分组成。 ①壳体通常为不锈钢材料，防止高温氧化脱落。 ②衬垫通常为陶瓷材料；隔热性、抗冲击性、密封性和高低温冲 击性优于金属网。 ③载体材料主要有蜂窝陶瓷载体和金属载体两种。 ④催化剂涂层。涂层（γ-Al2O3）+主催化剂（铂Pt、钯Pd） 2.NOx机外净化技术 （1）吸附催化还原法(LNT) 催化剂活性成分：贵金属和碱土金属 在富氧气氛下，用吸附剂MO先将NOx储存起来： 然后在贫氧的还原气氛下进行分解和还原，其反应如下：

（2）选择性催化还原(SCR) NOx的催化还原技术有：选择性非催化还原（SNCR）、非选择性催化还原（NSCR）和选择性催化还原（SCR）三种方式，其中以选择性催化还原（SCR）技术在柴油机上的研究最为广泛。 工作原理： 以NH3或者HC作为还原剂，在催化剂的作用下将NOx转化为无害的氮气（N2）和水蒸气（H2O）。 （3）等离子辅助催化还原(NTP) 机理：空气经过低温等离子体作用后，产生一系列氧化性极强的自由基（OH*、HO2*）、原子氧（O）、臭氧（O3）等强氧化物质，这些物质将发动机尾气中的NO氧化，并转化为NO2

3. 颗粒物机外净化技术 微粒捕集器（DPF ）对颗粒物进行捕集是最可行的一种后处理技术。此外，也有使用等离子体净化技术和静电分离技术等法对颗粒物进行脱除。 （1）DPF 结构 陶瓷蜂窝载体 陶瓷纤维编织物 22O O ??→2O N NO N +??→+2N O NO O +??→+*N OH NO H +??→+2NO O NO +??→*222NO OH NO H O ++??→** 22NO HO NO OH +??→+323NO O NO +??→

HW：柴油机后处理技术概述

当下常用柴油机后处理技术： 1SCR（Selective Catalytic Reduction选择性催化还原技术） 1.1NH3- SCR 1.1.1反应原理 使用尿素水溶液作为氨气来源，这种溶液尿素质量分数为32.5%，符合DIN V70070国际标准，市 场上也称之为“AdBlue”溶液。当尿素水溶液被喷射到排气管中后，与高温的废气混合，尿素水溶 液经过气化、热解和水解等一系列复杂的化学反应生成氨气和二氧化碳，简单可以分为两步。 第一步: 热解反应 CO(NH2)2→加热→NH3+ HNCO 第二步: 水解反应 HNCO+H2O→催化剂→NH3+CO2 尿素分解释放出的氨气与废气中的NO x发生化学反应，具体反应方程式如下 4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O 4NH3+2NO+2NO2→4N2+6H2O 8NH3+6NO2→7N2+12H2O 1.1.2控制方法 尿素SCR系统主要由后处理控制单元( DCU)、尿素泵( SM)、喷嘴( DM)、尿素罐、SCR 催化器及 相应液力管路和电气线束构成，如下图所示。 DCU为主控制单元，处理传感器信号、计算尿素喷射量并对各种执行器进行控制。SCR 系统开始 工作时，DCU首先确认系统是否处于正常状态，然后发出指令使尿素泵开始加压，压力使尿素水溶 液开始流动。控制单元通过CAN总线与发动机的ECU进行通讯，获得发动机的运行参数，再加上 催化器上游温度信号，计算出尿素喷射量，驱动喷嘴将适量的尿素水溶液喷射到排气管内，按反应 机理还原尾气中的NO x，多余的尿素被送回到尿素罐内。 1.1.3存在的问题 1.1.3.1低温工况下NO x转化率低 尿素在废气温度为160℃左右时，开始发生热解反应产生异氰酸(HNCO)和一部分氨气。由于尿 素热解需要吸收大量的热量，当排气温度较低时热解速度较慢。有关研究表明，温度为330℃时 仅有20%左右的尿素可以发生热解，而400℃时有50%的尿素发生热解，剩下的尿素只能到达

柴油机后处理系统常见故障分析与检修

柴油机后处理系统常见故障分析与检修

成都纺织高等专科学校机械工程学院 毕业论文 课题名称：柴油机后处理系统常见故障分析与检修班级：层次：?本科?专科 学生学号：20130 指导老师：杨 学生姓名：杨学生专业：汽车检 成都纺织高等专科学校机械工程学院 2016年3月17日

颗粒氧化催化器）主要用来处理PM。 4、DOC：Diesel particle filter （柴油机颗粒捕捉器）主要用来处理PM。 5、EGR：exhaust gas recirculation( 废气再循环) 该技术将发动机废气引入进气管，降低进入气废气再循环该技术将发动机废气引入进气管，降低进入气从缸的氧气浓度，控制燃烧速度，降低燃烧温度, 从而降低NO化合物的生成和排放。 以上就是后处理的一些方式，该篇论文会针对以上方法进行工作原理讲解，而对于该片论文的重点是尿素系统的讲解，其他只作为了解！ 关键词：选择性还原氧化催化器柴油机颗粒捕捉器废气再循环尿素系统

ABSTRACT With the rapid development of economy in our country since the reform and opening to the outside environment is polluted by the corresponding at the same time, in order to our future generations of national environmental safety also ongoing policy regulation. Air pollution is one of them, from industrial and automobile exhaust gas pollution, so in order to reduce automobile harmful gas emissions country made the three countries of truck four emissions standards, the corresponding have truck post-processing system. Oil machine processing wood processing system is used on diesel engine exhaust, forward of the truck diesel is four countries sanhe system; And this system has two kinds of methods corresponding to the three EGR + DPF (Exhaust Gas Recirculation + Diesel particle filter; Exhaust Gas Recirculation + Diesel particulate trap) and the four SCR (Selective Catalytic Reduction of Selective Catalytic Reduction). Here are some post-processing methods: 1, SCR, selectivecatalytic reduction (reduction) Main processing NO compounds. 2, DOC: Diesel oxidation catalyst (oxidation catalysts) mainly use the HC, CO compounds. 3, POC: Partial oxidation catalyst (Partial oxidation catalysts particles) is mainly used to deal with PM. 4, DOC, Diesel particle filter (Diesel particulate trap) is mainly used to deal with PM.

柴油机的发展

国内外柴油机技术的现状与发展 日期： 2005-10-9 来源： 1882 年德国人狄赛尔（ Rudolf Diesel ）提出了柴油机工作原理， 1896 年制成了第 一台四冲程柴油机。一百多年来，柴油机技术得以全面的发展， 应用领域起来越广泛。 大量研究成果表明，柴油机是目前被产业化应用的各种动力机械中热效率最高、 能量利 用率最好、最节能的机型。 装备了最先进技术的柴油机， 升功率可达到30 — 50kWh/L ,扭 矩储备系数可达到 0.35以上，最低燃油耗可达到 198g/kWh ，标定功率油耗可达到 204g/kWh ； 柴油机被广泛应用于船舶动力、发电、灌溉、车辆动力等广阔的领域，尤其 在车用动力方面的优势最为明显， 全球车用动力 "柴油化 "趋势业已形成。在美国、日本 以及欧洲 100%的重型汽车使用柴油机为动力。 在欧洲， 90%的商用车及 33%的轿车为柴 油车。在美国， 90%的商用车为柴油车。在日本， 38%的商用车为柴油车， 9.2% 的轿车为 柴油车。据专家预测，在今后 20 年，甚至更长的时间内柴油机将成为世界车用动力的主 流。 世界汽车工业发达国家政府对柴油机发展也给予了高度重视，从税收、燃料供应等 方面采取措施促进柴油机的普及与发展。 、国外柴油机技术的现状与发展 现代的调整高性能柴油机由于热效率比汽油机高、污染物排放比汽油机少， 作为汽 车动力应用日益广泛。西欧国家不但载货汽车和客车使用柴油发动机， 而且轿车采用柴 油机的比例也相当大。最近， 美国联邦政府能源部和以美国三大汽车公司为代表的美国 汽车研究所理事会正在开发新一代经济型轿车同样将柴油机作为动力配置。 经过多年的 研究、大量新技术的应用，柴油机最大的问题烟度和噪声取得重大突破，达到了汽油机 的水平。 下面是国外柴油机应用的一些先进技术： 一）共轨与四气门技术 国外柴油机目前一般采用共轨新技术、 四气门技术和涡轮增压中冷技术相结合， 发动机在性能和排放限值方面取得较好的成效，能满足欧 3 排放限值法规的要求。 四气门结构（二进气二排气）不仅可以提高充气效率，更由于喷油嘴可以居中布 置， 使多孔油束均匀分布，可为燃油和空气的良好混合创造条件；同时， 上将进气道设 计成两个独立的具有为同形状的结构，以实现可变涡流。 配合，可大大提高混合气的形 成质量（品质），有效降低碳烟颗粒、 提高热效率。 二）高压喷射和电控喷射技术 高压喷射和电控喷射技术是目前国外降低柴油机排放的重要措施之一， 电控喷射技术的有 效采用，可使燃油充分雾化，各缸的燃油和空气混合达到最佳， 降低排放，提高整机（车）性 能。 可以在四气门缸盖 这些因素的协调 HC 和 NOX 排放并 高压喷射和 从而

柴油机微粒排放后处理技术的研究现状及发展趋势

第34卷　第1期2005年2月 小型内燃机与摩托车 S MALL I N TERNAL COMBUSTI O N E NGI N E AND MOT ORCYCLE Vol.34No.1 Feb.2005 柴油机微粒排放后处理技术的研究现状及发展趋势3 邱卓丹　张洪涛 (广西工学院汽车工程系　广西柳州545006) 摘要:本文介绍了柴油机微粒排放后处理控制技术研究的意义;系统综述了柴油机排气微粒后处理技术的研究现状及发展趋势。 关键词:柴油机　微粒　后处理技术 中图分类号:421.5　文献标识码:A　文章编号:1671-0630(2005)01-0024-04 St a tus and New Tendency of D i esel Exhaust Parti cul a te After-trea t m en t Technology Q i u Zhuodan,Zhang Hongt ao Aut omobile Engineering Depart m ent,Guangxi I nstitute of Technol ogy(L iuzhou545006) Abstract:This paper intr oduces the significance of the contr ol f or diesel exhaust particulate,summarizes the status and the ne w tendency of diesel polluti on after-treat m ent technol ogy. Keywords:D iesel engine,Particulate,After-treat m ent technol ogy 1柴油机微粒排放后处理技术的研究意义 柴油机具有高燃油经济性、可靠性和低维护成本等特点,然而其尾气排放特别是微粒排放对环境的污染严重制约了柴油机的发展。 柴油机排气微粒(P M)包括:以碳元素为主的碳烟(占P M组成的50%～80%)、未氧化或未完全氧化的碳氢化合物、硫酸盐及与硫酸盐结合的水和其它杂质。 C.A rcou manis和K.P.Shindler在柴油机混合气燃烧与有害物生成机理的研究中强调:现有的柴油机燃烧过程几乎不可避免地产生碳烟。 在柴油机微粒排放控制中,应遵循先机内净化,后机外净化的原则,集多种控制技术共同作用。对于越来越严格的排放法规,柴油机微粒排放后处理技术显得尤为重要,主要有以下两个原因:①由于NO大多是在混合阶段和稀薄火焰区生成,为高温富氧产物,而微粒大多是在扩散燃烧期富油区生成,为高温缺氧产物。某些减少NO生成的措施会增加微粒生成,反之亦然。这一现象称为NO x 与微粒的折衷,这种折衷使通过机内净化减少微粒排放的措施受到一定的限制。②不管微粒的排放量小到什么程度,它对人体依然有害,即没有一个微粒排放浓度可以认为对人体是安全的。因为仅仅依靠改进柴油机结构、优化组织燃烧、改善燃料品质和降低润滑油消耗来减少微粒生成的机内净化措施的效果有限,所以还要设法把燃烧过程中已经形成的微粒在排入大气以前除掉。 2柴油机微粒排放后处理技术的研究现状及发展趋势 针对柴油机微粒排放的后处理技术比较多,但目前尚无成熟实用的商品化装置。下面作者将对世界范围内广泛研究的各种柴油机微粒排放的后处理技术进行比较详细的阐述,分析各种技术的特点、存在的问题及微粒净化技术发展趋势。 2.1微粒捕集器结合再生技术 过滤技术是使柴油机排气流经过滤体后再排入大气,当柴油机排气从过滤体中通过时,其中的一部分微粒就会被过滤下来,从而达到净化的目的。目前,降低柴油机微粒排放的后处理装置主要是使用微粒捕集器,这是目前国际上最接近商品化的柴油机微粒后处理技术。柴油机微粒捕集器的净化效果已不再是技术 3基金项目:广西自然科学基金资助项目(桂科自0229010) 作者简介:邱卓丹(1973—),女,广西贵港人,讲师,工学硕士,主要从事内燃机节能及排放控制研究。

柴油机排放后处理技术

柴油机排气后处理技术的探讨 摘要 围绕车用柴油机排放控制这一主题。对国内外柴油机排放法规的发展趋势进行了综述。对满足面向世界排放法规的柴油机排气后处理控制技术进行了探讨。 关键词：柴油机排放法规排气后处理微粒捕集器微粒氧化催化器选择性 催化还原低温等离子 引言 排放方面的优势是包括汽油机在内的所有热力发动机无柴油机在节能与CO 2 法取代的。柴油机排气中有PM, N Ox , HC 和CO 等有害污染物, 其中PM 和NOx 是排放法规的主要控制对象。为减轻柴油机对大气环境的污染, 各国排放法规越来越严格。在发动机常用工况范围内, 仅采用机内措施降低PM 和NOx 排放已逐渐趋于极限, 只有对柴油机排气采取后处理净化措施, 才能满足未来更为严格的排放法规。目前常用的排气后处理技术主要有针对PM的氧化催化转化器DOC、颗粒捕集器DPF,针对NOx排放的选择性催化还原技术SCR、稀燃NOx 捕集技术LNT 、低温等离子技术等。 一、国内外排放法规 目前世界上已形成以美国、欧洲、日本为代表的三大排放法规体系, 其他各国基本上是采纳其中一种。图1 和图2 示出欧美及中国重型柴油机PM 和NOx 的部分排放法规限值的对比。图中欧洲和中国采用的是欧洲稳态测试循环下的限值, 美国采用的是瞬态工况标准测试循环下的限值。 图1 欧洲、美国和中国的NO 图2 欧洲、美国和中国的PM X 排放限值排放限值 由图1 和图2 可以看出: 美国由U S2002 至U S2010, NOx 排放限值由5. 36 g/ ( kW h) 降低到0. 27 g/ ( kW h) , 减少95% , PM 排放限值由0. 13 g/ ( kW h) 降低到0. 013 g / ( kW h) , 减少90%, 过渡时间为8 年; 欧洲从2000 年的欧#标准到2008 年的欧! 标准, NOx 排放限值由5. 0 g / ( kW h) 降低到2. 0 g/ ( kW h) , 减少60%, PM 排放限值由0. 1 g/ ( kW h) 降低到0. 02 g/ ( kW h) , 减少80% , 过渡时间为8 年; 我国自2007 年国III( 欧III) 标准到2012 年的

柴油机排放后处理技术

柴油机排气后处理技术 进入二十世纪九十年代以来，能源危机和环境污染两大问题，严重危害人类社会的可持续发展，日益受到各国政府和民间的重视。随着汽车工业的发展，汽车保有量的增加，对能源和环境的压力日益加剧，新的排放法规的要求日趋严格，研究开发低排放、低油耗的汽车新技术势在必行[1]。 柴油机作为一种高效节能的动力机械，在军车动力中占据这越来越重要的地位。为了保持柴油机卓越的燃油经济性，同时又能满足越来越严格的排放法规要求，电控燃油喷射、可变截面涡轮增压器和废气再循环、排气后处理等技术被相继采用，并逐渐成为先进柴油机的通用技术标准。然而，随着排放法规的日益严格，机内净化技术实现起来已经愈有难度且成本较高，排气后处理技术成为了减少尾气污染的重要手段。 本文章主要介绍柴油机主要污染物生成机理，柴油机排气后处理技术的相关情况。 一柴油机排放主要污染物生成机理 柴油机排放的主要污染物有：NO x、微粒。 1.NOx的生成机理 感兴趣的氮氧化物是指NO，N2O（燃气轮机）和NO2，其中常见的是NO和NO2，它们统称为NOx。在燃烧后的排气过程中，更加稳定的NO几乎总是超过其它氮氧化物占主要地位。 NO的生成途径以确定有两种： 1.高温途径即在已燃区产生的NO称为热NO； 2.瞬发途径。即在火焰区产生的NO称为瞬发NO； 氮氧化合物是在燃烧过程中由燃烧空气中的氮或来自化石燃料中的含氮有机物（主要是在重油和煤中）生成的。若NOx排放受到热力学平衡约束条件控制的话，则氮氧化物的浓度在排气温度下将小于1×10-6。当燃烧产物的温度下降，NOx浓度开始降低，但在火焰温度下，供NOx分解的时间在通常的燃烧设备中都太短，难以达到平衡状态，以及氮氧化合物在数十到数千（与燃烧的情况有关）10-6的浓度下被激冷。这样，NOx生成和分解的化学过程是由化学动力学而不是热力学控制的。 NO和NO2浓度是彼此被另一个快速活性基反应连系在一起的：NO2和O，H和OH反应生成NO，而NO和HO2反应生成NO2。我们对氮氧化物和非有机成分反应有很好地了解，但对NO和含碳物质反应却有相当空白，对该领域，研究兴趣正在扩大。 2.微粒的生成机理 柴油机的总微粒TPM(total particular matter)是由固体碳(solids, SOL)（起始的固体碳球直径为0.01-0.08μm,由它们组成固体质点并凝聚碳氢化合物生成0.05-1.0μm的SOL），在SOL 外面吸收了一层可用有机溶剂溶去的碳氢化合物称为可溶有机成分以及可溶于水的硫酸盐三部分组成。如图示[2]：

柴油机后处理系统常见故障分析与检修

成都纺织高等专科学校机械工程学院 毕业论文 课题名称：柴油机后处理系统常见故障分析与检修班级：层次：本科专科 学生学号：20130 指导老师：杨 学生姓名：杨学生专业：汽车检 成都纺织高等专科学校机械工程学院 2016年3月17日

摘要 随着改革开放以来我国经济飞速发展的同时环境也受到了相应的污染，为了我们子孙后代的的环境安全国家也不断进行政策管制。大气污染就是其中一种，污染的气体来自工业和汽车尾气，所以为了减少汽车有害气体排放国家制定了货车的国三国四排放标准，相应的就有了货车后处理系统。 油机后处理柴系统的作用是对柴油发动机尾气的处理，该系统配的柴油车是国三和国四系统的货车；而这个系统有两种方法分别对应国三的EGR+DPF（Exhaust Gas Recirculation+ Diesel particle filter；废气再循环+柴油机颗粒捕捉器）与国四的SCR（Selective Catalytic Reduction 选择性催化还原）。 柴油发动机排出的尾气很多污染气体而后处理的系统就是用于对污染气体进行处理，处理的办法是将有害气体或污染气体进行转化为清洁气体，该系统的发明就是响应世界的减少大气污染号召；所以该系统的发明就是对大气的保护。 下面介绍一些后处理方法：1、SCR：selective catalytic reduction （选择性还原） 主要处理NO化合物。 2、DOC：Diesel oxidation catalyst （氧化催化器）主要用处理HC 、CO化合物。 3、POC: Partial oxidation catalyst （部分颗粒氧化催化器）主要用来处理PM。 4、DOC：Diesel particle filter （柴油机颗粒捕捉器）主要用来处理PM。 5、EGR：exhaust gas recirculation( 废气再循环) 该技术将发动机废气引入进气管，降低进入气废气再循环该技术将发动机废气引入进气管，降低进入气从缸的氧气浓度，控制燃烧速度，降低燃烧温度, 从而降低NO化合物的生成和排放。 以上就是后处理的一些方式，该篇论文会针对以上方法进行工作原理讲解，而对于该片论文的重点是尿素系统的讲解，其他只作为了解！ 关键词：选择性还原氧化催化器柴油机颗粒捕捉器废气再循环尿素系统

HW柴油机后处理技术概述

H W柴油机后处理技术 概述 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

当下常用柴油机后处理技术： 1SCR（Selective Catalytic Reduction 选择性催化还原技术） 1.1NH3- SCR 1.1.1反应原理 使用尿素水溶液作为氨气来源，这种溶液尿素质量分数为%，符合DIN V70070国际标准，市场 上也称之为“AdBlue”溶液。当尿素水溶液被喷射到排气管中后，与高温的废气混合，尿素水溶 液经过气化、热解和水解等一系列复杂的化学反应生成氨气和二氧化碳，简单可以分为两步。 第一步: 热解反应 CO(NH2)2→加热→NH3+ HNCO 第二步: 水解反应 HNCO+H2O→催化剂→NH3+CO2 尿素分解释放出的氨气与废气中的NO x发生化学反应，具体反应方程式如下 4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O 4NH3+2NO+2NO2→4N2+6H2O 8NH3+6NO2→7N2+12H2O 1.1.2控制方法 尿素SCR系统主要由后处理控制单元( DCU)、尿素泵( SM)、喷嘴( DM)、尿素罐、SCR 催化器及 相应液力管路和电气线束构成，如下图所示。 DCU为主控制单元，处理传感器信号、计算尿素喷射量并对各种执行器进行控制。SCR 系统开始 工作时，DCU首先确认系统是否处于正常状态，然后发出指令使尿素泵开始加压，压力使尿素水 溶液开始流动。控制单元通过CAN总线与发动机的ECU进行通讯，获得发动机的运行参数，再 加上催化器上游温度信号，计算出尿素喷射量，驱动喷嘴将适量的尿素水溶液喷射到排气管内， 按反应机理还原尾气中的NO x，多余的尿素被送回到尿素罐内。 1.1.3存在的问题 1.1.3.1低温工况下NO x转化率低 尿素在废气温度为160℃左右时，开始发生热解反应产生异氰酸(HNCO)和一部分氨气。由于 尿素热解需要吸收大量的热量，当排气温度较低时热解速度较慢。有关研究表明，温度为 330℃时仅有20%左右的尿素可以发生热解，而400℃时有50%的尿素发生热解，剩下的尿 素只能到达催化剂表面后完成热解。当外界环境温度较低或发动机时，发动机废气温度很可能 达不到要求，不能产生足够的氨气，反应效率低下，后处理系统不能发挥应有的作用。对此的 对策是开发低温催化剂，改善尿素溶液喷射装置使喷射出的液滴更小，安装水解催化剂促进尿 素低温水解等等。 1.1.3.2尿素结晶 由于排气管的材料一般为不锈钢，废气与排气管内壁之间存在一定的温度差，如果尿素溶液在 较低的温度下喷射到排气管中，势必有部分雾化后的尿素小颗粒会附着在管壁上形成液膜，进 而会产生晶体。其原因是在温度范围为 132 ～180℃的低温条件下，尿素除了正常分解外，还

HW：柴油机后处理技术概述

当下常用柴油机后处理技术: 1 SCR （Selective Catalytic Reduction 选择性催化还原技术） 1.1 NH 3- SCR 1.1.1 反应原理 使用尿素水溶液作为氨气来源， 这种溶液尿素质量分数为 32.5%，符合DIN V70070 国际标准，市 场上也称之为“ AdBlue ”溶液。当尿素水溶液被喷射到排气管中后，与高温的废气混合，尿素水溶 液经过气化、热解和水解等一系列复杂的化学反应生成氨气和二氧化碳，简单可以分为两步。 第一步：热解反应 CO （NH 2）27加热T NH 3+ HNCO 第二步：水解反应 HNCO+H 2O T 催化剂 T NH 3+CO 2 尿素分解释放出的氨气与废气中的 NO x 发生化学反应，具体反应方程式如下 4NH 3+4NO+O 2T 4N 2+6H 2O 4NH 3+2NO+2NO 2T 4N 2+6H 2O 8NH 3+6NO 2T 7N 2+12H 2O 1.1.2 控制方法 尿素SCR 系统主要由后处理控制单元 （DCU ）、尿素泵（SM ）、喷嘴（DM ）、尿素罐、 相应液力管路和电气线束构成，如下图所示。 廉倉我力和置 ------- 通讯信号 DCU 为主控制单元，处理传感器信号、计算尿素喷射量并对各种执行器进行控制。 SCR 系统开始 工作时，DCU 首先确认系统是否处于正常状态， 然后发出指令使尿素泵开始加压， 压力使尿素水溶 液开始流动。控制单元通过 CAN 总线与发动机的ECU 进行通讯，获得发动机的运行参数，再加上 催化器上游温度信号，计算出尿素喷射量，驱动喷嘴将适量的尿素水溶液喷射到排气管内，按反应 机理还原尾气中的 NO x ,多余的尿素被送回到尿素罐内。 1.1.3 存在的问题 1.1.3.1低温工况下NO x 转化率低 SCR 催化器及 I ------ 1 --------- 5砸嚥iiB 度传感猛 J 上游 卜游 --------------

柴油车后处理技术及应用 陈耀强

满足国Ⅳ标准的柴油机尾气后处理技术及应用 四川大学 四川中自尾气净化有限公司 陈耀强

内容 一、柴油机尾气的特征及后处理的难度 二、Urea-SCR 三、DOC 四、DPF和POC 五、值得注意的几个问题 六、醇类燃料（含氧燃料）车尾气净化 七、催化剂性能和耐久性的实验室评价

一、柴油机尾气的特征及后处理的难度 1、尾气的危害和净化前景 ?汽车尾气：HC，CO，NOx和颗粒物（PM）等污染物，经大气中的光化学反应后，还将产生地表臭氧）和过氧化物； （O 3 ）和过氧化物为致癌物质；?PM 、地表臭氧（O 3 ?CO，NOx和HC为致病物质，严重危害人类的健康和生态环境。 ?汽车尾气对人类造成疾病和死亡，特别造成大量人的早死（2007年我国34万人因尾气污染而死亡）.

?汽车尾气净化催化剂是一个发展迅速，成就卓著，对环境保护作用巨大，经济效益和社会效益显著的催化领域?1960s uncontrolled emissions 40–60 g CO/km 2000 Euro III 2.3 g CO/km 减少94–96% 2005 Euro IV 1g CO/km 减少97–98% 随后实施Euro V，Euro VI 和零排放标准 最终消除尾气污染

尾气净化催化剂的特征： ?汽车尾气净化催化剂属科学和技术密集型产品国际：27000多项专利，近40000多篇论文。 ?技术来源于对基础科学规律的掌握，是科学技术发展的必由之路。 ?没有高水平的基础研究是不会产生出具有竞争力机动车尾气净化催化剂技术。 ?上述特征决定了世界范围内只有少数几家公司能掌握和发展尾气净化催化剂的技术。

柴油车排放后处理

柴油机后处理技术

Legislation
Emission Reductions Evolution
16 14
* PM scale x10 *
NOx -86%
18 years
PM -95%
13 years
12 10 8 6 4 2 0
98 00 90 94
Euro 0 Euro 1
-43%
g/kW.hr
-12% -29% -56%
Euro 2
-30% -80%
Euro 4
-33%
Euro 3
-43%
Euro 5
02
96
04
92
06
08 20
19
19
19
20
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Aftertreatment Technology Options

Diesel Engine Emission Technology Approach
Emissions Level Euro-Ⅱ Euro-Ⅲ Euro-Ⅳ Euro-Ⅴ Euro-Ⅵ
Fuel Sulfur(ppm) 2000 Electric Control Fuel Injection Pressure (MPa) Turbocharging and Intercooling 80 Turbocharge
300 √ 120 Turbocharge
<10 √ 160 Variable Geometry Turbochgar ge(VGT)
<10 √ 200 Variable Geometry Turbochgar ge(VGT)
<10 √ 240 Variable Geometry or Multistag Turbochar ge LTC
Exhaust Gas Recirculation at Full Load Aftertreatment
None
<5%
<15%
<20%
None
None
DPF
SCR+DPF
SCR+DPF

柴油机后处理专题之一 综述

写在前面的话： 谈到“汽车”你会想起什么？是纵横驰骋的速度机器，还是默默陪伴你的生活伙伴，亦 或是越来越拥堵的交通；是曾经盆满钵满的投资收益，还是萦绕脑海的股票代码，亦或难以把握的剧烈波动？汽车这部改变世界的机器，一路急驰而来，不仅关乎投资，更是一种生活方式，一种文化内涵，慢慢地改变着我们的生活。 来吧，一起乘“汽车”，闻天下！从上周起，我们每周推出“车闻天下”专刊，陪您一 起看汽车、闻天下。如果你是车迷，迷恋于汽车的技术之美；如果你爱车，沉醉于自由驰骋的快感；如果你钟情投资，愿意挑战周期波动中的收益；甚至如果你并不了解汽车，只是好奇；那么，来吧，一起乘车观天下！我们希望能够借此方寸之间，用分析师的独特视角，以最轻松、有趣的方式，为您展开不一样的汽车画卷。这里有不一样的行业资讯，有浅显易懂的技术解读，有实用的买车用车建议，也有驾驶爱车去放飞心情的快乐。我们爱生活、爱汽车、爱投资、爱“车闻天下”。我们也希望这个平台能够包罗您对于汽车想了解的一切，如 果您有好的创意、想法、想了解的信息，请按上面的方式反馈我们。感谢关注和支持！ 本期引言： 我们将于 3 月 22 日和 23 日分别组织银轮股份投资者交流会和威孚高科的调研，由于两家公司的共同看点是柴油机国 IV 尾气后处理系统，我们将在近几周的【车闻天下】中详细阐述柴油机后处理系统相关的技术、产业和竞争格局信息，为投资者提供更为系统化和详细的讲解，答疑解惑，敬请关注！ 柴油机后处理专题之一——综述 国外后处理的主要路线都是什么？ 有关研究表明，北京市可吸入的微粒中，约有 23%来自于机动车排放或有关的污染。在机动车排放的微粒中，占机动车总量约 6.6%的柴油车，微粒的排放量占总排放量的 63%。柴油车排放的微粒粒径通常在 10-1000 纳米之间，且含有多种有毒物质，严重危害人体健康。而氮氧化物聚集时可能形成光化学烟雾，也可能引发酸雨。因此，柴油机后处理的标准从诞生以来不断加严，最核心的也是控制氮氧化物和颗粒物的含量。目前欧洲和美国已经分别进入了欧五和 US10 排放法规。 图1：柴油机后处理系统的发展

柴油机电控技术的发展历程、现状及发展趋势

柴油机电控技术的发展历程、现状及发展趋势 -、柴油机电控技术出现的背景 1. 石油危机 要降低柴油机油耗，必须在各种工况下对循环供油量和喷油提前角精确控制。 2. 环境污染 要降低NOx和PM排放，必须对喷油正时精确控制 3. 电子技术的发展 单片机技术发展，提高了控制精度和处理信息的能力?同时汽油机电控技术的发展为柴 油机提供了宝贵的经验。 二、柴油机电控技术的发展历程 柴油机电控燃油喷射系统的发展分为：位置控制式，时间控制式，时间压力控制式三个阶段。 1、位置控制式 保留了传统的喷油泵-高压油管-喷油嘴系统，只是对齿条（直列泵）或滑套（分配泵）的运动位置实现电子控制。同时，使用了电磁式供油定时控制阀。 图一 如图一所示，为位置控制式的分配泵，它通过采集加速踏板位置信号，转速传感器信号等，确定一个喷油量跟一个合适的喷油提前角。然后给执行器供油时间控制阀和溢油控制线 圈通电，在电磁力和机械作用下，调整凸轮盘跟驱动轴的相对位置，同时也能改变滑套相对 于回油口的一个相对位置。整个过程中，通过两个电磁阀分别控制喷油量和喷油提前角。同理，位置控制式的柱塞泵也是一样的道理，电磁阀只是控制齿条的相对运动，从而控制柱塞相述代HIV披 nr柏m 加玖席駁押庄炖虏近 ——庁却倉iU?特曲 ----- 前園?人《1［则

对于柱塞套的位置，增大或减小喷油量。 位置控制式电控柴油喷射系统与机械控制柴油喷射系统相比，控制精度和响应速度都有 所提高。将机械控制系统改造成为位置型电控系统时，柴油机的机构无需改动，生产继承性 好。但是，这种系统的控制频率低，喷油压力跟喷油规律不能独立控制。 2、时间控制式 用高速电磁阀直接控制高压燃油的适时喷射。通过高速电磁阀关闭时刻和关闭时间长 短控制喷油正时和喷油量。可保留了传统的喷油泵-高压油管-喷油嘴系统。 图二图三 如图二，图三所示，为 VE分配泵部分结构简图。如图二所示，当需要喷油时，电控单元 ECU根据加速踏板位置传感器和柴油机转速传感器的输入信号，首先算出基本供油量，然后 根据来自冷却液温度、气温度、进气压力等传感器信号进行反馈修正后，确定最佳供油量。 确定喷油延时角，进而确定电磁阀线圈通电时刻，线圈通电并产生吸力，吸引衔铁，衔铁克 服阀芯回位弹簧的弹力推动阀芯上座向下运动，当阀芯上座和阀芯下座密封锥面接触时，阀芯关闭形成封闭高压腔。随着柱塞旋转和继续向前运动，高压腔的燃油被压缩产生高压，此时燃油流向如图二所示。如图三，当不需要喷油时，电磁阀断电，喷油阀的阀芯是打开的，进入高压腔的燃油经过溢流阀流回泵腔。 时间控制型的电控喷油系统中，可仍保留了传统的喷油泵-高压油管-喷油嘴系统。利用 具有高响应的电磁溢流阀、电控单元及各种传感器进行喷油量控制，通过供油定时控制阀调节喷油定时。这种控制系统虽然控制精度有很大的提高，但是喷油压力还是不能独立控制。 3、时间压力控制式 用一个高压油泵以一定速比（与发动机转速比）连续将高压燃油送入共轨内，然后送入喷油器，用高速电磁阀控制喷射。喷油量及喷油时刻完全由喷油器按照电控单元的指令完成，可实现预喷、主喷，二次喷射。 时间控制式的燃油喷射系统，又可以分为高压共轨，中压共轨。高压共轨的高压油是 通过高压油泵加压，然后储存在共轨内。中压共轨只是经过低压油泵加压，储存在共轨内，燃油的高压是在喷油器内建立的。 3中压共轨，共轨管内的燃油压力低，需要配合整体式喷油器对低压燃油加压。高压的机油 通过放大活塞对低压燃油进行加压。

柴油发动机尾气后处理技术(SCR)的应用

柴油发动机尾气后处理技术（SCR）的应用 林晓周 （华南理工大学机械与汽车工程学院11级车辆1班201130080454） 摘要：随着柴油机排放法规的日益严格，后处理技术是满足欧IV及以上排放法规必须采用的技术措施。2010年之后，国家计划三年内实施柴油车国Ⅳ标准，这对EGR技术提出了极大挑战。EGR技术难以适应柴油车更加严格的排放要求，而SCR则能满足国Ⅳ及国Ⅴ排放标准，因此SCR技术成为了市场发展主流。SCR 技术被称为目前比较流行和广泛的机外柴油机排放控制技术。全称叫选择性催化还原技术，其转化器具有很强的选择性，主要是针对NOx的排放控制，其还原系统的还原剂可用各种氨类物质或者各种HC。 关键词：SCR、尾气后处理技术、柴油机、NOx 1.EGR与SCR之争 为了满足欧Ⅳ～欧Ⅵ排放法规，欧美中重型商用车及柴油机企业在尾气后处理方面，主要采用了两条排放控制技术路线。其一是“优化燃烧+SCR”技术路线，简称SCR路线。其基本工作原理是通过优化柴油发动机缸内燃烧过程，使燃烧废气中的一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）及颗粒（PM）等排放物得到有效控制并达到法规要求，最后对发动机排出尾气中含量较高的氦氧化物通过专门的车载后处理系统进行技术处理，以满足法规要求。这一技术路线目前在欧洲占主流，欧洲长途载货车几乎全部采用这一方案。 其二是“EGR＋DOC/DPF/POC（废气再循环＋柴油氧化催化器/柴油颗粒过滤器/颗粒氧化催化器）”技术路线。其中以“EGR＋DPF”应用最广泛，简称EGR路线。EGR（废气再循环）技术，是将柴油机排气中的少部分废气经EGR阀进入进气系统，与混合气融合后进入

柴油机后处理SCR技术

柴油机后处理SCR技术 传感器：添蓝温度传感器，添蓝压力传感器 催化器前后温度传感器：将信号传送给DCU 排温传感器：热敏电阻型 氧传感器（压缩空气） 添蓝液位传感器：检测输出电压信号，是否在标定范围之内 NOx传感器：有四路其中俩路是电源一正一负。俩路是CAN高和低，要求排温最低250℃并且有NOx传感器的控制器，可提供加热信号，浓度信号 冷却液电池阀：通过添蓝温度传感器感应到温度低于-11℃会出现结冰情况，控制器将接收信号并打开加热水电磁阀 执行器： 带有OBD的DCU 尿素计量喷射泵：直流24V 添蓝喷油嘴 SCR系统是在含氧条件下使还原剂氨和NO选择性的发生反应装置，主要有三种催化器和尿素水的喷射装置构成。催化器包括氧化的NO的氧化催化器，SCR催化器和降低氨的氧化催化器。将尿素溶液喷射出后，尿素与水高温处理后分解为NH3，然后NH3与NO在催化剂作用下反应生成N2和H2O。将氮氧化物转化成氮分子的过程需要对氨喷射量和喷射位置控制，因为氨的数量取决于当前氮氧化物的数量以及发动机的运行工况。如果喷射的氨的数量过多，将穿过催化剂直接进入大气中，因此需要安装一个反馈装置监控氨，通过安装氨传感器类似氧传感器，对于汽车而言采用‘扩散技术’即将一种酶暴露在排放的气体中，当氨扩散到酶集体上，将改变输出电压信号，以对氨浓度变化做闭环的反馈给发动机控制系统。 SCR硬件结构图：

在实车上的线路连接： 定量喷射控制：添蓝控制器根据发动机的工况变化入转速，转矩，催化器进口温度及出口温度的变化按照添蓝喷射策略（催化器温度窗口，稳态喷射量，添蓝密度修正，催化器储氨修正）以精确控制喷量向排气管喷射 压缩空气控制：需要一定压力的压缩空气以保证添蓝雾化效果和喷射距离同时也降低喷

柴油机后处理技术的研究现状和发展趋势

?排放? 柴油机后处理技术的研究现状和发展趋势 武汉理工大学刘向民　中国汽车技术研究中心方茂东 (武汉430000) 摘要本文对当前柴油机排放后处理技术进行了综述和分类,分析了国内外已应用的一些后处理装置的主要技术特点及应用情况。最后对未来的柴油机后处理装置提出了自己的观点和建议,并探讨了柴油机环保技术的发展前景。 关键词柴油机　后处理技术　燃油品质 Status and T rend of Diesel Engine After-T reatment T echnology Wuhan University of T echn ology　Liu X i angmin　China Autom otive T echn ology Research C enter　F ang M aodong (Wuhan430000) Abstract Current technology about diesel engine after-treament devices is discussed in detail in this pa2 per.The main characteristics of each technology and the status of implementation are also involved.At the end of the paper,the authors give their own points of view about diesel engine after-treatment technology in the future and pay attention to its prospect. K ey w ords Diesel engine After-treatment technology Fuel quality 1概述 柴油机凭着良好的动力性、经济性以及耐久性而越来越广泛地应用于各种车辆和动力装置。柴油机已由传统的给人以笨重、冒黑烟及噪音大的印象改变为效率高且节能的发动机。然而随着人们环保意识的增强和排放法规的日益严格,其有害排放物已成为其进一步发展的瓶颈。控制NO X和微粒的排放是柴油机排放污染物控制的重点。 机内净化一直是人们研究的重点,从增压中冷到EGR,再到高压燃油喷射以及目前先进的共轨燃油系统,可以说,这些措施都在一定程度上降低了柴油机的有害排放物。特别是共轨燃油喷射系统,以其精确的喷油规律和极高的喷油压力,大大优化了燃料的燃烧,提高了柴油机的动力性和经济性。然而大量的研究分析表明仅靠机内净化已不能满足ERUOⅢ以上法规,必须同时采用后处理装置。这主要由于,1)各种排放物之间存在着折衷关系,当排放物的限值越来越低时这种折衷的矛盾显得更为突出,因此不能单纯依靠机内净化解决。2)对于微粒而言机内净化虽然降低了排放总质量,但同时也减小了它的尺寸,即使得微粒越来越细小,因此对人体的危害并未减少。这些不得不让人们求助于排气后处理装置,事实上我们也一直没有忽视采用后处理技术来降低柴油机包括汽油机的有害排放物。 柴油机后处理装置从净化原理上可分为四种,即氧化催化器,微粒捕集器,NO X吸附器以及稀NO X催化还原器。 2柴油机氧化催化器 柴油机氧化催化器主要用来氧化柴油机尾气中的HC与CO,其氧化原理与汽油机三效催化器氧化HC 和CO的原理基本一样。柴油机氧化催化器还能氧化掉PM中的一部分可溶性有机物SOF,但同时也将尾气中的部分S02氧化成硫酸盐。所以对于含硫量较高的柴油来说,使用氧化催化器将使微粒物排放中的硫酸盐比例增大,这样就降低了氧化SOF的效果,甚至使PM的排放增加。另外燃料中的硫还会引起催化剂中毒。所以使用高硫柴油会极大地影响氧化催化器的净化效果和降低催化器的寿命。因此,选择合适的催 03小　型　内　燃　机　与　摩　托　车No.4(Vol.32)2003