返回

车车必备 柴油卡车后处理系统揭秘

2018-09-04 04:00:00 石中隐玉

车车必备 柴油卡车后处理系统揭秘

应用后处理技术的背景与主要路线

车车必备 柴油卡车后处理系统揭秘

在人们意识人类资源急剧减少的今天,在高呼生态环保的大环境下,为了控制机动车排气污染、减少污染排放物,贯彻执行国家强制标准《轻型汽车污染排放限值及测量方法,(中国第三第四阶段)》GB18352.3-2005以及GB17691-2005、GB14762-2008等相关标准。在2013年7月1日起,各地先后开始实施国四标准,后处理技术从此进入了司机大众的视野。

车车必备 柴油卡车后处理系统揭秘

欧排标准与国排标准发展趋势

为了控制排放厂家各自生产了自己的产品,提供相关的解决技术方案。

柴油机的排放物主要有NOx、CO、HC等对人体与环境有害的物体。针对相关污染排放的技术路线主要有EGR(废气再循环)和SCR(选择性催化还原)两种。

车车必备 柴油卡车后处理系统揭秘

技术路线的选择

主要路线的技术特点与差异

SCR主要解决的排放污染物是NOx(氮氧化物),而EGR在控氮氧化物方面比SCR系统稍差,所以在解决方案上采用了EGR+PDF或者EGR+DOC的路线方针,同时降低PM(颗粒物)与NOx达到相关标准的要求。

车车必备 柴油卡车后处理系统揭秘

技术路线的原理

对选择性催化还原系统,相信大家也不是那么陌生,其主要部件为催化消声器,尿素罐,尿素泵,尿素喷嘴等等。

各个厂家的系统看似大同小异,但实际工作原理及成熟性方面还是不尽相同的,我们最常见的,尿素系统有博世,广西三立、无锡凯龙、康明斯EcoFit等品牌。

车车必备 柴油卡车后处理系统揭秘

博世采用的是一体式集成计量泵,也就是电机泵。通电后先自检正常后随时待命;电脑板检测排气温度,达到220摄氏度后,即会下达喷射指令。

车车必备 柴油卡车后处理系统揭秘

非气助式SCR工作原理示意图

车车必备 柴油卡车后处理系统揭秘

博世2.2尿素泵

尿素泵接受到喷射指令,内置电机开始转动建压然后尿素喷嘴通电,尿素喷射而出。电机泵能够将尿素压力提升到9bar,不依靠外接压缩空气就可以使喷嘴雾化良好进而保持良好的催化工况,使减排效果更佳,但是这种系统的喷嘴不是随时畅通,而且博世泵的清空工作是由泵内的换向阀回吸残留尿素,由于司机断电过快或换向阀损坏等原因,又因为没有压

缩空气在喷射完成后进行吹扫,所以喷嘴比较容易堵塞,该类喷嘴堵塞后不易清洗,只能将喷嘴放置在热水中浸泡溶化尿素,或者直接更换。

车车必备 柴油卡车后处理系统揭秘

三立、凯龙与康明斯EcoFit等厂家多数采用压缩空气辅助泵,这种类型的尿素泵与喷嘴有些不同,空气辅助尿素泵本身能够建立的压力比较低,喷嘴又是随时保持畅通的,成年人用力吹气就能使气体流通,在接受到喷射指令后,需要打开压缩空气电磁阀,接通压缩空气,让喷出的尿素与压缩空气混合后再进入排气混合区,催化反应区,最后排入大气。

车车必备 柴油卡车后处理系统揭秘

车车必备 柴油卡车后处理系统揭秘

集成泵与空气辅助泵在具体构造上也有些不同,集成泵的设计紧凑,零部件精简,很多电器元件都是集成在一起,封闭性强。从用户反馈的实际信息来看,博世这一类的集成泵系统口碑较好,在使用过程中的故障率相对较少,尿素燃烧更充分,更加节约尿素等优点。也有喷嘴容易堵塞,电器零件元件价格贵,维修保养不方便等缺点。

车车必备 柴油卡车后处理系统揭秘

空气辅助型尿素泵

空气辅助泵的故障率相对较高,笔者最常见到的故障就是排放超一等级,二等级限制(各系统名称不同,其故障原理是一样的),该故障导致发动机限扭。究其原因是尿素泵常因为保险烧毁,加热器故障而堵塞不工作。或者是压缩空气方面故障引发不喷尿素、或者雾化不好都会导致“超一超二”故障。这种泵任何一点问题都可能导致排放超标故障,但是这种泵配件便宜,维修成本低,内部构造相对简单,便于拆解维修和清洗保养。

(注:这里提到的故障现象只是笔者个人遇到的,不涵盖所有产品。因为数据标定,使用工况等元素影响有差异性,文字旨在说明二者差异)

车车必备 柴油卡车后处理系统揭秘

SCR路线是目前大多数厂家采用的,在节能减排方面是比较稳定,只是相比EGR路线每百升油要消耗3%-5%的尿素溶液,但油耗却要比EGR系统节省5%-10%,这也是各厂家采用该系统的主要原因。

车车必备 柴油卡车后处理系统揭秘

各阶段排放物变化趋势,欧四以后的有害物质排放直线降低。

另一种以EGR为主导,以在排气消声气内加装过滤器或催化剂为辅助装置的EGR+DPF或EGR+DOC+POC等后处理系统,虽然能应付国家的强制性执行标准,实则是一个很鸡肋的东西。

车车必备 柴油卡车后处理系统揭秘

捕集颗粒装置示意图

柴油机的排放物主要是因为燃烧不完全而导致的燃烧废物,废弃再循环就是讲废气再进入发动机燃烧,又加装颗粒捕集器等装置,虽然暂时降低了排放物。

但随着时间的推移,因机油的烟灰和工况温度得不到及时调节等原因,消声器里的陶瓷体会被堵塞,从而使废气反压增高,导致油耗增高。虽然斯堪尼亚推出了依靠EGR达到欧五排放的产品,但随着日益严苛的排放标准,该技术路线不会长久。

车车必备 柴油卡车后处理系统揭秘

欧洲排放第四阶段SCR与CRT(连续再生式捕集器)排放物对比

敢问路在何方?

介绍到这里有关后处理的基本情况已经介绍清楚,按照正常套路应该做一个总结,其实也没什么好总结的。总的来讲,后处理技术是利好的,时间在向前推移,我们经常抱怨国家排放标准更新换代太快而跟不上脚步,但这是有关部门出台的政策过于一锅端一把抓的原因,应用先进的科学技术并没有什么错。

国六上马在即,加装了许多的后处理装置,后面将会是更高的排放标准,然而柴油机能走到哪个阶段,我们不得而知,未来会是新能源的天下吗?还是更高效的清洁能源?路漫漫其修远,将上下求索。

车车必备 柴油卡车后处理系统揭秘

又有诗云:窗外风声紧,林中鹤唳急。车马沉浮事,何时竟分明。

我们作为一名卡车司机,可以做的也只能是或静观其变,或因时而动,或随波逐流。(文/ 卡车之家特约作者:石中隐玉)


这是信息爆炸的时代,这是内容为王的时代;

有见地就能影响他人,有想法就能创造价值;

我们诚邀你成为卡车之家特约作者,用你的优质内容,为自己发声,为行业代言,成为商用车圈儿的意见领袖;

加入我们,携手卡车之家,共创优质内容,驱动行业前行。


特别声明:
本文由@石中隐玉 原创发布于卡车之家APP。未经许可,禁止转载。
本文为卡车之家特约作者撰写,仅代表该作者观点。卡车之家仅提供信息发布平台。

后处理/车用尿素特约作者