柴油国四发动机后处理系统

尿素水解：(NH2)2CO+H2O→2NH3+CO2
NOX还原：NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O
NH3氧化：4NH3+302→2N2+6H2O
Ø将氮氧化物转成氮分子的过程需要对氨喷射量和喷射位置进行控制， 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，将穿过催化器直接进入大气中。因此需要安装一 个反馈装置监控（NOX传感器）氨不要多，控制尿素的喷入量。同时 进、出口温度传出有辅助作用。
MPX（氮氧化合物）、CO（一氧化碳）、PM（微
粒）等，
0.2
0.18 0.16
Trade of f between PM，NOx，BSFC
0.14 Euro Ⅱ
0.12
3DPF
0.1
0.08 EuroⅢ
0.06
0.04
2 POC 1.SCR
0.02 EuroⅤ EuroⅣ
0
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 x
Ø尿素的消耗量比较低，满足欧四标准的消耗量大 约是燃油消耗量的3.5%，满意足欧五标准大约是 燃油消耗量的5%当尿素罐内没有尿素后，发动机 的排放就不会达标，车辆的自动诊断系统也会报 警，提西醒司机及时添加。
技术路线 5、减少NOX方法
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
ØSCR喷射系统是将尿素溶液喷射到尾管中，在尾管高温气体作用下， 把尿素与水分解为NH3,然后NH3与NO在催化器中的催化剂作用下，发 生反就生成N2和H2O。
量程：-40～125℃ 工作温度范围：-40~125℃ 工作精度：±1℃ 电压：5V
NOx 传 感 器 安装支座
进气口
出气口
下游温度传感 器安装支座
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
上游温度传感 器安装支座
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
ØSCR喷射系统是将尿素溶液喷射到尾管中，在 尾管高温气体作用下，把尿素与水分解为NH3,然 后NH3与NO在在俯化器中在催化剂作用下，发生 反就生成N2和H2O。 Ø将氮氧化物转成氮分子的过程需要对氨喷射量 和喷射位置进行控制，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，将穿过催化器直接进入大气 中。因此需要安装一个反馈装置监控（NOX传感 器）氨不要多，控制尿素的喷入量。同时进、出 口温度传出有辅助作用。
ØEGR的工作原理是让一少部 分废气经EGR阀进入进气系 统，将一部分废气与进管中的
新鲜空气混合后进入汽缸燃 烧，废气的CO2可以增加混合 气的热容量，降低燃烧时的最 高温度，抑制NOX的生成，从 而降低了废气中的NOX的含 量，同时，对于产生的PM （固体微粒）则通过PCO（微 粒蒱集器）过滤掉。
尿素液泵
尿素液回流及加热管路
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
尿素液供给及加热管路
尿素液温度信号 尿素液位信号
控制信号
喷
嘴
尿素液供给
冷
及加热管路
尿素液箱
ECU
却
管
路
控制信号
尿素液喷嘴
排气温度信号 NOx信号
后处理器
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
作用：是用SCR系统降低NOX和PM值排放的方 法来满足国四排放法规对碳烟和NOX的限制。
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
Ø在尿素箱的顶部有一个集成组件有： 1、尿素液位传感器、2温度传感器：3加热进水管 接口：4加热出水管接口：5尿素出液管接口：6尿 素回液管接口。用来检测尿素的液位和温度。 Ø液位传感器作用： 用来检没尿素的液面高度。 Ø液位传感器参数： 输入电压：5V 上拉电阻：2.1KΩ 液位变化：0%~100% 电压变化：0.5V~4.5V
u 技术路线 1、SCR与EGR原理不同
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
ØSCR相比EGR采用废气减少NOX产生的环境，SCR则更 多的把功夫做在后头首先通过调整喷射软件及其它措施，在 发动机汽缸内让其充分燃烧，使本机PM排放达到国四。 Ø对于产生的 NOX，在车辆 的排气系统中 加上一套电控 尿素喷射系统， 通过“选择性 催化还原”过程， 将废气中的 NOX转化成氮 气和水排出车 外。
1、SCR技术：SCR喷射+SCR后处理器 2、EGR技术：EGR+微粒捕捉器
u 技术路线 1、SCR与EGR原理不同
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
Ø先给大家简单介绍一下两者的原理吧。由于NOX和PM是可 以产生互逆反应，在一定的条件下可以相互转换，EGR和SCR 两者之间也可以从它们处理这两种物质的方法上看出区别 来。
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
1、5排温传感器 排温传感器的测温部分是铠装的PT200的薄膜铂热电阻元件。
排温传感器检测进入催化器的排气温度。
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
1、1DCU DCU控制整个后处理系统的工作，包括传感器 信号的处理，尿素喷射量的计算和各种执行器 的控制。DCU通过CAN总线与发动机ECU通 讯，获得发动机的运行参数，再加上催化器温 度信号，计算出尿素喷射量，控制喷嘴喷射适 量的尿素到排气管内。喷嘴安装在排气管上， 喷嘴的作用是按照DCU的命令，计量并喷射尿 素到发动机排气管内。
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
1、4NOx传感器 NOx传感器总成包括传感器及NOx传感器控制器
两部分，见如下示意图，线缆长度越700mm。传 感器部分使用螺柱直接安装在排气管支座上。 NOx传感器控制器部分需要使用2个￠8的螺栓将 其固定在整车上。
中国一汽解放汽车销售有限公司
NO Emissions [g/kWh]
u技术路线
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
通过更好的催化转化器的活性层、二次空气喷 射以及带有冷却装置的排气再循环系统等 技术
的应用，控制和减少汽车排放污染物到规定标 准数值以下。
对已经通过电控达到欧III排放的发动机来说， 达到欧IV排放主要有两条技术路线：
u技术路线 2、SCR与EGR结构不同
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
ØSCR技术结构相对更加简单，只需在发动机的基 础上建立，一套尿素还原剂的系统，并且需要定期 添加尿素水溶液。 相比之下，EGR发动机则少了这方面的麻烦，不需 要添加任何东西
Ø不过，EGR发动机的温度对于燃烧的排放物影响 较大，为了保证正常的EGR温度，在长途运输的车 辆上必须装配大流量、高效的冷却系统，这对于中 国目前平头载重车驾驶室设计来讲，也是个严重的 考验。
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
后处理控制器(DCU) 工作温度：-40℃~85℃ 工作电压：24VDC（电压范围：18~32VDC) 防护等级：IP67 静电功耗：0.6W 正常功耗：0.8W（冷却液电磁阀未动作时）
1.8W （冷支液电磁阀动人时）
中国一汽解放汽车销售有限公司
3、后处理系统构成
2.5 后处理系统构成
金属载体+涂层 （POC）
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
+=
陶瓷载体+涂层（SCR）
封装
封装材料必须用不锈钢以防止尿素或硫酸腐蚀
总成
u技术路线 3、后处理系统构成
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
2.8 POC（Particle Oxidation Catalyst）部分捕集颗粒过滤器降低微粒排放
WANG YA CHANG
NOx传感器控制器的安装要求：NOx传感器控制 器要求防水防尘，且应避开整车电瓶，以防பைடு நூலகம்干 扰！NOx传感器控制器不能带电焊接，不要用手 触摸其插接器端子，防止有静电，防止其内部元 件的损坏。
NOX工作参数
输入：一个陶瓷NOX传感器 工作温度：800℃ 最高工作排气温度：900℃ 100h 量程：NOX 0~3000PPm 精度：±300PPm 响应时间：小于700秒 CAN：高速CAN通讯 配置：通过CAN总线和组态软件 模块工作温度-55~125℃ 电源：输入11~28V电压
组成：空气供部分、尿素液箱、尿素液供给、 后处理器、管理模块
SCR喷射系统 一、空气供部分
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
空气供给部分的作用是：在SCR喷射系统喷射时， 为了使喷入尾管中的尿素溶液更好的雾化及达到更 远的喷射距离。
组成：车辆储气罐、压缩空气滤清器、压缩空气电 磁阀、 主要参数
不会堵塞 效率：40-50% 在排气温度适合（240℃以上） 时发生被动再生 起车和加速时有黑烟冒出
技术路线 4、柴油发动机处理液
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
Ø在SCR系统中，最重要的就是还原剂—尿素溶液 了。有人问这个尿素溶液液是不是可以用常见的 尿素化肥兑水就可以用呢，这是决对不可以的， SCR用的尿素溶液是在尿素化肥这种原料基础上 提纯后形成的，呈淡蓝色液态，在加用这种溶液 时也叫添蓝，其实这和溶液叫柴油机排放处理 液。溶液浓度为32.5%，不可加水或其它液体，否 则会改变比重和性能。
u技术路线 3、后处理系统构成
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
2.2 DPF（Diesel Particulate Filter ）壁流式颗粒捕集器降低微粒排放
19147-2009柴油标准
微粒效率高：>90%，美国、日本使用广泛 DPF技术对燃油中硫含量、润滑油中的添加剂成份敏感，需要应用符合标准
的燃油和润滑油； DPF需要定期维护，清理灰分，OEM需要建立相应能力； GB19147-2009自2010年1月1日开始执行，过渡期到2011年6月30日。在国Ⅳ
阶段发动机及后处理系统须适应硫含量350ppm柴油。
基于现有燃油标准、润滑油条件和DPF缺少维护经验，目前不适合使用DPF技术
u技术路线
国四
柴油发动机排放概述
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
u标准
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
PM Emissions [g/kWh] Fuel consumption
Ø国排放标准是国家第四阶段机动车污染物排放标 准，汽车提排放污染物主要有HC（碳氢化合物、
Ø定量喷射控制SCR控制器根据发动机工况变化和转速、转矩，NOX传 感器、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。
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
SCR系统组成及作用
2.4 尿素系统构成
供给电压24V 气体压力为6～10bar 最低压力不能小于4bar
空气电磁阀工作原理
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
大气
加料口
压缩空气
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
1、尿素液位和温 度传感器等集成 组合件。 2、空气换气阀。 3、罐体 4、放液螺栓。 5、密封垫。 6、加尿素口。 7、密封垫。 8、加尿素口罩。 9、尿素箱盖。
中国一汽解放汽车销售有限公司
WANG YA CHANG
在低温（-11℃）的情况下，尿素水溶液会结冰，为了保在较低环境温 度条件下SCR系统的正常工作，防止尿素溶液冻结，因此需要通过加 热措施来解决。当车辆在低温环境运行时，若尿素箱温度传感器测得 温度低于规定值（一般设定为0℃），发动机电控单元就会发出指令开 启发动机通往尿素箱的冷却液管路控制电磁阀，利用发动机冷却液给 尿素箱加热，防止尿素溶液 冻结或解冻已冻结的尿素溶液保证后处理 系统正常工作。当尿素溶液温度上升到规定值 （一般设定为7℃左右）时则断开控制电 磁阀，防止尿素溶液过热，尿素箱温度 传感器的作用就是实时反尿素溶液温度， 以确认加热器是否在正常工作，保SCR系 统的正常运转及车辆行驶安全。
WANG YA CHANG
➢ 尿素泵是尿素喷射系统的动力元件。柴油机正常 工作时，尿素泵把尿素从尿素箱中吸出，持续稳 定的尿素压力。当柴油机停止，不需使用尿素时， 尿素泵可以把尿素管以及喷嘴中的尿素回抽至尿 素箱中，清空尿素管，防止尿素在喷嘴和尿素管 中结冰。