文档介绍：一、概述
二、EGR +后气处理器技术原理介绍
三、尿素喷射+SCR后处理器技术介绍
四、OBD系统技术介绍
五、国IV发动机使用维护
六、国III、国IV发动机故障案例
锡柴电控国IV技术介绍
柴油机是所有内燃机中效率最高的一种动力装置,全世界的重型货车、城市大巴、工业设备等几乎全部都是用柴油机来提供动力。在欧洲,柴油机驱动的小汽车正日益流行,柴油机将成为未来汽车动力设备的首选。
柴油机采用稀混燃烧方式,氧气过量,所以尾气中的CO、HC比汽油机少的多,NOX和颗粒物PM比汽油机多,因此柴油机的主要控制对象是NOX和颗粒物PM。研究表明, 柴油机排放的颗粒大小只有亚微米级,所以几乎全部可以被吸入人体内。会增加心脏病和呼吸道疾病的发病率。因此,全球越来越多的政府部门和卫生机构把DPM确定为"人类致癌物质"或"可能的人类致癌物.
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第一部分概述
重型柴油车排放标准国3/4/5已于2006年发布,等效欧洲。实行时间表分别是2008年、2010年和2012年,北京市在2008年开始执行国4。国4技术已经进入我国社会。
、 (单位:g/kwh)。
国际上,通过进一步改进国3发动机机内燃烧技术、再加上(SCR或(EGR+DPF))来实现。系统部件也较多,技术也非常复杂。
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我国选用何种技术,主要有以下三个方面考虑:
技术压力
国3发动机及其国4/5升级考虑。并未完全掌握自主核心技术,为了满足新的法规要求,仍需寻求国外技术支持。
后处理技术,同样面临这个问题。
成本压力
原型机的成本压力,主要来自高压共轨供油系统。
后处理的成本压力,估计占产品的三分之一。
燃料中硫含量降低成本。硫含量降低至100ppm以下(或者50ppm以下)。
社会压力
基础结构:采用SCR技术带来一系列社会基础结构的改变:专用尿素、储存、供给等等。
燃料质量在各地区差异
***问题。
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要实现欧IV对NOX和PM都较低限值,目前有两条技术路线:
其一是先通过喷射系统优化和喷射定时提前以降低颗粒物,再使用SCR(选择性催化还原)来降低因燃烧优化而产生的NOX排放;
其二是EGR(发动机废气再循环)+DPF(颗粒捕集器)路线,即先通过废气再循环降低排放中NOX的成份,再用颗粒捕集器捕集因使用EGR而略有增加的颗粒物,从而达到同时降低NOX和PM的效果。
从国际来看,无论哪种技术,都是成熟技术。都是通过进一步改进欧3发动机机内燃烧技术、再加上后处理装置。。
EGR:EGR+后气处理器
SCR:尿素喷射+SCR后处理器
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技术优缺点
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对比项目
EGR技术
SCR技术
技术特点
适应未来排放需求
适应未来排放需求
喷射压力相对较高
喷射压力相对较低
升级开放难度较大
升级容易
经济性
燃油耗>1-2%
燃油耗有一定的优(max<3%)
整车投资小
整车投资大
配套方面
配套方便
整车改动大
原国III发动机结构改变
原国III发动机结构基本不变
注:其中绿色部分为明显的技术优势
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对比项目
EGR技术
SCR技术
燃油需求
低硫柴油,不能高于50PPM
中/低硫柴油,可接受500PPM
中低/短期换油周期
一般要求
排放特点
柴油机低排放
柴油机高排放
存在加速烟度风险
低加速烟度
低温排放性能好
低温排放性能差
是否需要EGR系统
需要
不需要
是否需要尿素系统
不需要
需要
最大亮点
低成本/免维护
经济性好
技术优缺点
注:其中绿色部分为明显的技术优势
两种系统的技术和应用成本分析
增加用于降低NOx排放的尾气后处理SCR系统,同时需要引进尿素供给系统。
引进带冷却的废气再循环系统(EGR)。
引进降低颗粒物排放的尾气后处理DPF系统。
与国三相比,燃油系统具有更高的喷油压力
空气系统需具备提供高EGR率的能力,例如,可变涡轮几何面积(VTG)增压系统
壁流式主动再生颗粒捕捉系统
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两种系统的技术和应用成本分析
燃油经济性比较
相对于国三发动机,SCR国四发动机可节约燃油MAX<3%,同时消耗尿素3%左右;到国五阶段,SCR发动机尿素消耗增加到4-6%,但是燃油消耗可进一步减少到5%。
而EGR+DPF国四发动机燃油基本不变。而到国五阶段,EGR技术路线的尾气后处理装置需要进行主动再生,燃油消耗将进一步增加,预计比国三发动机增加2% ;
基础投入
SCR面对的主要问题是尿素供应基础设施,而EGR面对的主要问题是如何解决低油硫的供应