返回

国六将至,是时候说一下后处理技术了

2019-01-03 04:00:00 造卡车的王二
卡车之家
造卡车的王二卡车之家

专注卡车技术与行业趋势,与大家共同进步。

【卡车之家 原创】2018年6月22日,随着国标GB17691-2018的发布,全国各地正式进入国六倒计时阶段,同时为了打赢蓝天白云保卫战,部分地区更是提前执行国六排放标准。对于重型卡车而言,无论是压燃式还是气体点燃式柴油机,要想满足号称史上最严苛排放标准的国六,都必须在后处理上进行大规模的技术升级,那么满足国六排放的后处理系统到底如何呢?

国六将至,是时候说一下后处理技术了


究竟什么是后处理系统?

国六将至,是时候说一下后处理技术了

GB17691-2018中对后处理系统的定义为:催化器(氧化型催化器、三元催化器,以及任何气体催化器)、颗粒捕集器,除氮氧系统、组合式降氮氧系统的颗粒捕集器,以及其它各种安装在发动机下游的削减污染物的装置。

后处理系统的作用是什么?

重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)规定了发动机排放的气态污染物和颗粒污染物的排放限值,相比国五,国六标准对气态污染物和颗粒污染物的排放要求都更为严格。通常为了降低气态污染物和颗粒污染物的排放,一般会从采用双管齐下的方式:一是从根源上减少污染物的产生、二是尽可能的将产生的污染物通过化学反应消除掉,后处理系统属于后者,这也是后处理系统的作用所在。

下图是某国六车型后处理器上的铭牌标识,从图中可以看到DOC、DPF、SCR、ASC等字样,这些都是国六后处理系统中必不可少的装置,是每一个卡友必须要了解和掌握的。那么这些字母究竟代表什么,在整个尾气排放过程中都扮演什么样的角色呢?为了更好的解答上述问题,我们先来说一下几个术语定义:

国六将至,是时候说一下后处理技术了
▲某国六后处理器铭牌

气体污染物

包括一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx,以等价二氧化氮(NO2)表达)、碳氢化合物(HC,例如:总碳氢(THC)、非甲烷碳氢(NMHC)、甲烷(CH4))等气体排放物。


颗粒物

颗粒物即我们通常所说的PM,主要是碳、冷凝的碳氢化合物、硫酸盐水合物。


何为DOC

DOC为柴油机氧化催化器的缩写,是整个后处理过程的第一步,通常为三段式排气管中的第一段,一般以贵金属或陶瓷作为催化剂载体。DOC的主要作用是氧化废气中的CO 、HC ,将其转化为无毒无害的C02和H2O。同时也可以吸收可溶性有机成分及部分碳颗粒,降低部分PM的排放。并将NO氧化为NO2(NO2也是下级反应的源气体)。

国六将至,是时候说一下后处理技术了

DOC氧化过程原理图


何为DPF

国六将至,是时候说一下后处理技术了

DPF为柴油颗粒捕捉器的缩写,后处理过程的第二部,也是三段式排气管中的第二段,主要作用是捕捉PM颗粒,对PM的削减能力在90%左右。当DPF装置捕捉足够多的颗粒物后,为了避免堵塞,会对捕捉的颗粒物进行消解,这个过程叫做DPF再生,再生过程分为主动和被动两种形式,在此不进行详细说明。

国六将至,是时候说一下后处理技术了

DPF工作原理示意图


何为SCR

国六将至,是时候说一下后处理技术了

SCR为选择性催化还原技术的缩写,也是排气管中的最后一段,以尿素为还原剂,通过使用催化剂与NOx发生化学反应,将NOx转换为N2和H2O,SCR技术在国内卡车上早已普及,相信卡友们对SCR再熟悉不过了。

国六将至,是时候说一下后处理技术了

SCR还原反应示意图



何为ASC

ASC是氨气捕捉器的缩写,一般安在排气装置的最末端,也就是SCR装置后面,通过催化氧化作用降低排气中未参与尾气催化而泄露出的氨气。说白了就是抓走那些未参与化学反应的氨气,国五之前对尿素系统喷射的尿素是没有要求的,国六标准则对其有了限值,所以ASC属于国六标准下催生的新型装置。

国六排放技术路线  

对于近在眼前的”国六”,主流商用车企业和柴油机企业已经做好了充足的产品和技术储备,玉柴、潍柴、锡柴、康明斯等柴油机企业已经相继发布国六产品,解放、东风、重汽、陕汽等主流卡车企业也陆续推出各类国六车辆。整体来看,国内普遍采用的国六排放技术路线与欧美地区欧VI早期的技术路线一致,为:EGR+DOC+DPF+SCR的形式。

国六将至,是时候说一下后处理技术了

EGR+DOC+DPF+SCR路线示意图

国六将至,是时候说一下后处理技术了

SCANIA欧六技术路线

结语

2018年的商用车行业,可以说是波涛暗涌,国三车淘汰、国六提前实施、公转铁等政策的冲击和震荡一波接着一波。在运费持续走低、油价昂贵的大环境下,卡友们难免会陷入情绪的漩涡。但只要我们手里还握着方向盘,就要主动去接受眼前的既成事实,了解国六,拥抱改变,是为了更好的走在向前的道路上。如何在时代大潮下掌握好个人命运,是每一个卡车人都必须思考的问题。

特约作者