柴油国四发动机后处理系统

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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，以防止干 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
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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
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
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大气
加料口
压缩空气
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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。
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
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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。
NO Emissions [g/kWh]
u技术路线
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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：
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
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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。
u技术路线 2、SCR与EGR结构不同
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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。
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。
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
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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。
国四
柴油发动机排放概述
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u标准
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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。
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SCR系统组成及作用
2.4 尿素系统构成
u 技术路线 1、SCR与EGR原理不同
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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。
u技术路线 3、后处理系统构成
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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
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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）
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尿素液泵
尿素液回流及加热管路
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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
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作用：是用SCR系统降低NOX和PM值排放的方 法来满足国四排放源自文库规对碳烟和NOX的限制。
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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。
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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
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➢ 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。
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。
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
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上游温度传感 器安装支座
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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。
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
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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
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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。
3、后处理系统构成
2.5 后处理系统构成
金属载体+涂层 （POC）
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+=
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
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2.8 POC（Particle Oxidation Catalyst）部分捕集颗粒过滤器降低微粒排放
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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。
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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。