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探析国四排放标准下高压共轨柴油发动机的SCR系统
来源:汽车维修  作者:佚名  2017-12-16 15:32:03



    据公安部交管局统计,截至2016年底我国机动车保有量已突破2.9亿辆,其中汽车超过1.94亿辆。随着机动车保有量的迅速增长,人们在享受汽车生活的同时,汽车尾气污染对人们生活质量的影响也愈发明显,城市雾霆、PM值爆表,许多城市实行汽车限行,以减轻大气污染。另一方面,随着汽车技术的发展,新车尾气排放控制的技术手段也日臻完善,其中,高压共轨柴油发动机的SCR系统,能使氮氧化合物排放大大减少。本文带领大家探析一下SCR系统。

      一、国四排放标准是什么
    提到汽车尾气排放,好多人会说国四、国五,有的会讲欧W、欧V标准,那么国四排放标准是什么呢今国四排放标准是国家第4阶段机动车污染物排放标准,汽车排放污染物主要有HC(碳氢化合物)、NOx(氮氧化合物)、CO(一氧化碳)、PM(微粒)等,通过更好的催化转换器的活性层、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数值以下的标准。国五排放标准顾名思义就是国家第5阶段机动车污染物排放标准,那么国四与欧IV,国五与欧V有区别吗,
    中国汽车国四、国五排放标准在污染物排放限值上与欧IV、欧V标准完全相同,但在实验方法上作了一些改进,在法规格式上也与欧IV、欧V标准有很大差别,另外就是实施时间不同,欧I、欧II的实施时间为1996年,欧III、欧IV、欧V的实施时间分别为2001年、2006年、2009年。
    汽油车排放污染物主要是CO(一氧化碳)、HC(碳氢化合物)、NOx(氮氧化合物),柴油车排放污染物主要是PM(微粒)和NOx(氮氧化合物),用不透光度计测量其不透光系数。

    二、国四排放标准下柴油机尾气净化的可选技术途径
    在国三排放的基础上,仅仅对发动机内部构造与参数进行优化,就可以继续降低排放,但已不能满足国四、国五标准。国四是柴油机排放控制技术的转折点,一般不再从发动机本身的结构方面采取措施,通常是采取排气后处理的方式来减少污染物的排放。
      目前,大致上有2条排气后处理净化技术路线:
    第一路线为SCR系统,SCR(Selected Catalystic Reduction)即选择性催化还原系统,为欧洲路线,主要处理NOx氮氧化合物)排放,选择性催化还原NOx氮氧化合物),该技术将浓度为32.5%的尿素水溶液喷入排气管,分解生成NH3(氨气),NH3(氨气)和NOx(氮氧化合物)在SCR催化器内反应生成氮气和水。SCR系统通常安装在高压共轨柴油机上,一般采用超高压喷射并优化燃烧生成极少的PM(微粒)。
    第二路线为EGR (Exhaust GasRecirculation废气再循环)+DPF(Diesel Particulate Filter颗粒捕集器),称为美国路线,即先通过EGR(废气再循环)降低排放中的NOx氮氧化合物),再用DPF颗粒捕集器)捕集因使用EGR废气再循环)而略有增加的PM(颗粒),从而达到同时降低NOx(氮氧化合物)和PM(颗粒)的效果。采用尿素SCR系统净化的发动机,其燃油消耗可节省5%~7%,扣除因使用尿素而增加的费用,还有节油2%~3%的优势。
    SCR系统对于燃油品质相对不高(国四标准的柴油含硫量在200ppm以下,而EGR+DPF路线要求含硫量必须在50ppm以下)。采用2种路线的发动机其优劣点见表1、EGR+DPF路线为机内控制NOx排放,机外控制PM排放,SCR路线为机内控制PM排放,机外控制NOx、可见SCR系统优于EGR+PDF,不需对发动机做过大改进就可满足国五或更高标准。

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