HW：柴油机后处理技术概述
柴油发动机后处理系统故障诊断思路分析
柴油发动机后处理系统故障诊断思路分析1. 引言1.1 引言柴油发动机后处理系统是保障柴油发动机高效、环保运行的重要组成部分。
随着环保要求日益提高，后处理系统在柴油发动机中的作用愈发突显。
随之而来的也是一系列可能出现的故障问题。
故障诊断对于保障后处理系统的正常运行至关重要。
我们有必要对柴油发动机后处理系统的故障诊断思路进行深入分析和研究。
本文将从后处理系统概述、常见故障及原因分析、故障诊断步骤、故障诊断工具和方法、故障排除与修复等方面展开论述，希望能够为工程师们提供一些参考和帮助。
在现代社会，对于环境保护的要求越来越高，因此对柴油发动机后处理系统的故障诊断有了更为迫切的需求。
通过本文的研究，我们希望能够为相关人员提供一些实用的指导，使他们能够更好地诊断和修复柴油发动机后处理系统的故障，从而保障柴油发动机的高效、环保运行。
2. 正文2.1 后处理系统概述柴油发动机后处理系统是针对柴油发动机废气排放中的氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）和碳氢化合物（HC）进行处理的系统，主要包括SCR（选择性催化还原）、DPF（颗粒物过滤器）和DOC（氧化催化器）等部件。
后处理系统的主要作用是将发动机废气中的有害物质转化为无害的气体排放，以满足环保要求。
后处理系统的工作原理是利用催化剂将废气中的有害物质在化学反应中转化为无害的物质，其中SCR系统通过尿素溶液喷射进入排气管中与NOx进行反应，将其转化为氮气和水蒸气；DPF系统则通过滤网捕获颗粒物并定期进行再生，将固态颗粒物氧化转化为气态颗粒物排放；而DOC系统则主要是通过氢气和一氧化碳将残余的碳氢化合物氧化为二氧化碳和水。
后处理系统是现代柴油发动机必不可少的重要部分，能有效减少排放对环境的影响。
对后处理系统的正常运行非常重要，需要及时诊断和处理各种故障，保证系统的有效工作。
2.2 常见故障及原因分析1. SCR催化转化剂堵塞：SCR催化转化剂堵塞是柴油发动机后处理系统常见的故障之一。
柴油机尾气后处理技术研究
柴油机尾气后处理技术研究关键词：柴油机；尾气后处理技术；排气1 柴油机尾气后处理技术的发展现状减少尾气有害物排放的关键技术仍然是机内净化技术，即改进混合气的形成过程、优化发动机的燃烧过程、电控技术等，但是，随着国家排放法规的日益严格，单纯的依靠机内净化技术已经很难在满足排放法规的需要，因此，就需要从尾气处理方面着手，也就是尾气后处理技术进一步对柴油机尾气进行处理，以达到减少有害物排放的要求。
当前，在柴油机尾气处理方面被广泛应用的技术主要包括氧化催化器、微粒捕集器以及氮氧化物还原技术等，下面就简单介绍这些技术的发展现状。
1.1氧化催化器（DOC）柴油机氧化催化技术已经非常成熟，目前，國内外各大汽车生产厂商所采用的氧化催化剂主要为铂、钯等贵金属催化剂。
柴油机氧化催化器的主要作用就是对发动机尾气中的一氧化碳、未燃碳氢、二氧化硫等进行氧化处理，它可以明显降低柴油机尾气中的一氧化碳和未燃碳氢，同时还可以氧化尾气中的可溶性有机盐以及炭烟进而减少颗粒物的排放。
1.2微粒捕集器（DPF）柴油机微粒捕集器的主要作用就是尾气中的颗粒物进行过滤处理，当前，微粒捕集器的捕集方式主要是过滤捕集法，市场上通用的过滤材料主要有陶瓷蜂窝载体、陶瓷纤维编织物、金属纤维编织物以及金属蜂窝载体等。
柴油机尾气经排气管进入微粒捕集器多孔结构过滤体内，细密的过滤体将尾气中的颗粒物进行过滤，对颗粒物的过滤效率可高达90%左右。
当微粒捕集器内积累的颗粒物达到一定限值时就会严重阻碍尾气的流通，同时还会影响颗粒物的捕集，因此就需要定期对过滤的颗粒物进行处理，这个过程就称为微粒捕集器的再生过程。
目前微粒捕集器的再生方法主要分为两种，一种是断续加热再生另一种是连续催化再生。
下面就简单介绍一下这两种再生方法：（1）断续加热再生断续加热再生是柴油机微粒捕集器在工作一段时间后，累积的颗粒物达到饱和状态后采用解热的方式清除，这种再生方法又称为主动再生。
目前柴油机尾气后处理装置中使用最为普遍的加热方式是电加热和燃烧加热。
柴油机排气后处理技术综述
柴油机排气后处理技术综述摘要：随着国六标准的出台，对尾气排放要求越发严格，而降低排放的重要手段就是排气后处理技术。
本文基于排气后处理技术的发展、现状，从专利分析方面，对排气后处理技术全球和我国专利申请状况、重要申请人进行了统计、分析，较为深入的分析了当前局势，为今后我国的发展提供参考。
关键词：柴油机；排气处理；SCR；DPF；专利分析1、排气后处理技术发展概述柴油机排气后处理技术正式用于柴油机是从欧Ⅳ排放阶段开始的，主要技术路线有SCR和DPF两种，由于各国法规、油品和关注的性能指标具体情况不同，采取的技术路线也不同[1]。
采用SCR技术路线时，通过机内净化技术，PM可降至法规要求，但NOx排放会显著增高，依靠高效的SCR 后处理系统将NOx 降至法规标准水平。
另外，SCR 系统对柴油含硫量的要求较低且可显著节省燃油费用[2] [3]。
采用DPF技术路线时，通过机内用冷却EGR降低NOx，这时PM会有明显升高，然后用DPF降低PM排放。
DPF 系统的复杂程度和成本低于SCR技术路线[4] [5]。
而专利分析是企业战略与竞争分析中一种独特而实用的分析方法，是维护自身权益与抢占技术制高点的重要支撑[6]。
本文应用Incopat软件对排气后处理技术中SCR技术和DPF技术2000~2019年的全球和国内专利申请分别进行了检索，并对检索结果进一步作了统计，具体从专利申请量、主要申请人进行了分析。
2、SCR技术专利分析2.1全球专利申请状况全球专利申请量趋势可以概述为：1）萌芽期（2000年-2003年），申请量较少，每年都不高于2000件，这是因为在该时期SCR技术还比较落后，人们的关注点还在于车辆的动力性，至于SCR技术还处在萌芽期；2）快速增长期（2003年-2014年），SCR技术的专利年申请量明显逐年增加，可见，随着人们对汽车的节能意识以及环保意识提升，人们越来越关注SCR技术，进而促进了专利申请的爆炸式增长，而且这几年也是汽车产业迅猛发展的一个侧面写照；3）成熟期（2014年以后）SCR技术在2014年达到申请量的顶峰，达到了8256件，随后出现了下降趋势，特别是在2017年，全球申请量下滑严重，这是由于SCR技术越发成熟，已发展到一定的瓶颈，想要再进行突破，相当困难，需要投入更多的研发。
柴油机尾气后处理技术基础介绍
柴油机尾气后处理技术基础开发室性能组李兴民 2009.4内容尾气后处理技术简介 柴油机尾气的组成 后处理基础知识 典型后处理布置方案DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTD尾气后处理技术简介为什么要采用尾气后处理技术？ 为了满足越来越苛刻的环保法 规要求，仅仅依靠发动机本体 的技术措施已经不能满足法规 的要求，专门针对发动机尾气 采用物理、化学方法进行净化 处理的方法叫做发动机尾气后 处理技术DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTD排放法规2 (8%)cu rve8 (9%) 10 (8%)TorqueFu ll l oa d6 (5%)4 (10%) 75% load12 (5%)5 (5%)3 (10%) 50% lo ad13 (5%)7 (5%)9 (10%)25% load11 (5%)1 (15%) idle250ABCEngine speed100 Torque [%]200501500Engine speed [%]100-5050-1000 0Urban600Rural Time [sec]-150 1200 Motorway 1800DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTD尾气后处理主要技术路线DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTDDOC (Diesel Oxidation Catalyst)DOC的功能 1、降低HC和CO 效率达到85%； 2、去除PM中的部分SOF ，降低PM效率可达10-30%； 3、将NO氧化为NO2 DOC的应用 1、乘用车单独应用，降低HC和CO； 2、与DPF或POC连用，提升再生温度，NO2氧化C颗粒； 3、作为SCR系统前级，调整NO和NO2比例DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTDPOC (Particulate Oxidation Catalyst) POC的功能 降低PM排放，过滤效率50% POC的优点 1、没有堵塞的风险 2、完全被动再生（CRT），不 需要ECU控制，不需要额外 设备 3、装车尺寸小，易于布置 POC的缺点 1、要求低含硫燃油 2、相对于DPF转化效率低DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTDDPF (Diesel Particulate Filter)DPF的功能 降低PM排放，过滤效率90% DPF技术的难点在于再生技术 主动再生： 燃烧器再生 HC+DOC再生 电加热再生（应用工程机械） 被动再生 CRT再生技术DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTDSCR (Selective Catalytic Reaction)在排气管中喷入尿素作为还原剂 催化器保证化学反应速度及还原反 应的选择性 有利于改善油耗 欧洲卡车欧4的主流技术DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTD柴油机尾气的组成21% 78%DEUTZ (DALIAN) ENGINE CO.,LTD典型柴油机颗粒的来源可溶性有机物39%SOF (soluble organic fraction)颗粒物柴油（66%）润滑油（34%）可溶润滑油（29%）不可溶润滑油（10%）干碳烟soot （43%）硫酸盐SO4.nH2O （13%）可溶燃油（10%）柴油机颗粒的组成柴油机颗粒是由固体碳烟，在碳的外面吸收了一层可溶于有机物的碳氢化合物和可溶于水的硫酸盐三部分组成颗粒物大小分布典型发动机不同转速负荷颗粒物组成碳氢化合物的蒸发特性蒸发温度分子中碳原子数碳氢化合物的蒸发特性主要取决于碳原子数注意的问题在排气管道中SOF成分通常为气态，在测量时需要冷却到52 ℃，只有碳原子数小于5的有机物为气态，其余成分为液态附着在碳粒表面。
潍柴国四后处理系统介绍
2011年10月8日
1、SCR后处理系统原理介绍 SCR： Selective Catalytic Reduction
尿素水解为氨气：（尿素喷射系统） (NH2)2CO + H2O → 2NH3 + CO2 (要求排气温度200℃以上)
SCR后处理反应：（SCR催化转化器） NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O 4NO + O2 + 4NH3 → 4N2 + 6H2O 2NO2 + O2 + 4NH3 → 3N2 + 6H2O
3、降低NOx系统效率的降低
4、缺少反应试剂（反应试剂的消耗量） 5、反应剂喷射系统错误（喷嘴堵，喷射故障）
6、反应剂加热系统故障
7、电路短路监测 8、传感器、执行器故障
不可清除代码：
当NOx排放超标时，要存储不可清除代码，此代码要储存400天或9600发 动机运行小时。 同时至少指示下列导致排放超标的原因：
总结：
采用EDC17后需要做的工作： 整车厂 1.增加尿素箱、尿素泵、喷嘴、SCR箱、排气温度传感器、氮氧传感器、 环境温度传感器 2.仪表上增加后处理故障指示灯（OBD灯）、尿素液位显示
3.诊断接口增加1号和9号针脚
我们 1.INCA升级（INCA V6.2+ES581） 2.EOL+诊断仪升级软件 3.EDC17电控标定知识的学习
说明 CAN H_1 地线 CAN H_0 K 线 CAN L_1 CAN L_0 +24V
3.1整车上诊断接口样式 国III及国IV大部分厂家
福田H4
中间为一通槽
中间有隔板
设备端诊断接头
柴油国六后处理知识科普
柴油国六后处理知识科普随着国标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。
对于柴油车而言，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是什么，都包含哪些内容？后处理系统定义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。
国六排放技术路线及系统架构国六排放常见的解决方式有含EGR的技术路线，以及不含EGR的技术路线，而不含EGR系统的技术路线对于SCR系统的要求以及尿素消耗会更高，并且国内使用非EGR路线（Hi-SCR)的厂家屈指可数，目前国内主流的技术方案都是采用EGR+DOC+DPF+SCR+ASC系统。
一、EGR+DPM+DOC+DPF+SCR+ASC系统国六除了对NOx和PM排放进行了更严格的规定，还规定了CO、HC、NH3等排放限值，同时也会增加对PM排放的监控。
NOx和PM 的生成条件本身就是矛盾的，通过EGR系统减少NOx值的同时PM颗粒物的排放就会增加，为了处理PM颗粒物的排放，上述系统在后处理中增加了DPF（颗粒物捕捉器）用来处理捕捉PM。
但是DPF在捕捉到一定量的PM时（即碳载量），便需要提升排放温度来再生DPF，于是便多出了DPM（博世HCI喷射系统），用于再生时给排气管喷射一定量的燃油，提升DPF的再生温度。
二、EGR+HCI（燃油计量喷射系统）+DOC+（c）DPF+SCR+ASC系统该技术路线同上述基本相同，往发动机内部引入低温EGR，减少气体的体积膨胀，这样就可以将更多的废气引入到气缸中，从而限制排放，也有国六会监测EGR的废气温度。
用于DPF再生的HCI燃油喷射系统功能相似于博世DPM系统，实现尾气的升温用于DPF再生。
HW柴油机后处理技术概述
H W柴油机后处理技术概述Newly compiled on November 23, 2020当下常用柴油机后处理技术：1SCR（Selective Catalytic Reduction 选择性催化还原技术）1.1NH3- SCR1.1.1反应原理使用尿素水溶液作为氨气来源，这种溶液尿素质量分数为%，符合DIN V70070国际标准，市场上也称之为“AdBlue”溶液。
当尿素水溶液被喷射到排气管中后，与高温的废气混合，尿素水溶液经过气化、热解和水解等一系列复杂的化学反应生成氨气和二氧化碳，简单可以分为两步。
第一步: 热解反应CO(NH2)2→加热→NH3+ HNCO第二步: 水解反应HNCO+H2O→催化剂→NH3+CO2尿素分解释放出的氨气与废气中的NO x发生化学反应，具体反应方程式如下4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O4NH3+2NO+2NO2→4N2+6H2O8NH3+6NO2→7N2+12H2O1.1.2控制方法尿素SCR系统主要由后处理控制单元( DCU)、尿素泵( SM)、喷嘴( DM)、尿素罐、SCR 催化器及相应液力管路和电气线束构成，如下图所示。
DCU为主控制单元，处理传感器信号、计算尿素喷射量并对各种执行器进行控制。
SCR 系统开始工作时，DCU首先确认系统是否处于正常状态，然后发出指令使尿素泵开始加压，压力使尿素水溶液开始流动。
控制单元通过CAN总线与发动机的ECU进行通讯，获得发动机的运行参数，再加上催化器上游温度信号，计算出尿素喷射量，驱动喷嘴将适量的尿素水溶液喷射到排气管内，按反应机理还原尾气中的NO x，多余的尿素被送回到尿素罐内。
1.1.3存在的问题1.1.3.1低温工况下NO x转化率低尿素在废气温度为160℃左右时，开始发生热解反应产生异氰酸(HNCO)和一部分氨气。
由于尿素热解需要吸收大量的热量，当排气温度较低时热解速度较慢。
有关研究表明，温度为330℃时仅有20%左右的尿素可以发生热解，而400℃时有50%的尿素发生热解，剩下的尿素只能到达催化剂表面后完成热解。
柴油发动机尾气后处理技术
了降低油耗。当然它也能降低氮化物排放,但这个效
减少,颗粒物排放量会更低,且由于燃料充分燃烧,所
以也更省油。所以 SCR 是极其伟大的发明。
目前相关研究人员已经研发出了这项 技 术 并 成
功应用在其自家的科索系列卡车柴 油 机 上。率 先 应
部件的使用寿命,如果螺栓松了,会 造 成 金 属 构 件 疲
1.
2 汽缸盖
劳,引起零件的断裂。发动机缸盖是极易产生疲劳损
缸垫座位于汽缸体和汽缸盖之间,作用是密封和
伤的零件 之 一,其 机 械 疲 劳 强 度 与 螺 栓 的 预 紧 力 有
隔离,如果汽缸盖因为疲劳造 成 松 弛 等 现 象,会 导 致
EGR 技术不恰当的做法之一。
步入正轨,相信在不远的未来,可 以 达 到 科 技 与 环 境
知识没有能让广大的车主或准车主了解,这个是推广
3
小结与展望
关于汽车的尾气处理技术,
EGR 和 DPF 是 站 对
立面的。EGR 使燃料不充分燃烧以降低燃烧室温度,
进而减少 氮 氧 化 物 的 产 生,但 是 这 会 产 生 大 量 颗 粒
1.
1 螺栓预紧力
缸走漏严峻时,发动机功率会 显 著 下 降,甚 至 不 能 作
螺栓是连接螺纹的零件,是最常用最基础的零件
业。因此,假设发动 机 运 转 中 出 现 功 率 下 降 缺 点,除
之一,在使用的时候必须要拧紧,才 可 以 承 载 工 作 负
了查找影响发动机功率下降的相关原因外,还需要检
荷,在载荷之前预先受到的力的作用,就是预紧力,预
关。本文简述了螺栓预紧力跟螺栓寿命之间的关系,
柴油机排放后处理技术
柴油机排气后处理技术进入二十世纪九十年代以来，能源危机和环境污染两大问题，严重危害人类社会的可持续发展，日益受到各国政府和民间的重视。
随着汽车工业的发展，汽车保有量的增加，对能源和环境的压力日益加剧，新的排放法规的要求日趋严格，研究开发低排放、低油耗的汽车新技术势在必行[1]。
柴油机作为一种高效节能的动力机械，在军车动力中占据这越来越重要的地位。
为了保持柴油机卓越的燃油经济性，同时又能满足越来越严格的排放法规要求，电控燃油喷射、可变截面涡轮增压器和废气再循环、排气后处理等技术被相继采用，并逐渐成为先进柴油机的通用技术标准。
然而，随着排放法规的日益严格，机内净化技术实现起来已经愈有难度且成本较高，排气后处理技术成为了减少尾气污染的重要手段。
本文章主要介绍柴油机主要污染物生成机理，柴油机排气后处理技术的相关情况。
一柴油机排放主要污染物生成机理柴油机排放的主要污染物有：NO x、微粒。
1.NOx的生成机理感兴趣的氮氧化物是指NO，N2O（燃气轮机）和NO2，其中常见的是NO和NO2，它们统称为NOx。
在燃烧后的排气过程中，更加稳定的NO几乎总是超过其它氮氧化物占主要地位。
NO的生成途径以确定有两种：1.高温途径即在已燃区产生的NO称为热NO；2.瞬发途径。
即在火焰区产生的NO称为瞬发NO；氮氧化合物是在燃烧过程中由燃烧空气中的氮或来自化石燃料中的含氮有机物（主要是在重油和煤中）生成的。
若NOx排放受到热力学平衡约束条件控制的话，则氮氧化物的浓度在排气温度下将小于1×10-6。
当燃烧产物的温度下降，NOx浓度开始降低，但在火焰温度下，供NOx分解的时间在通常的燃烧设备中都太短，难以达到平衡状态，以及氮氧化合物在数十到数千（与燃烧的情况有关）10-6的浓度下被激冷。
这样，NOx生成和分解的化学过程是由化学动力学而不是热力学控制的。
NO和NO2浓度是彼此被另一个快速活性基反应连系在一起的：NO2和O，H和OH反应生成NO，而NO和HO2反应生成NO2。
柴油机排放后处理技术
柴油机排气后处理技术进入二十世纪九十年代以来，能源危机和环境污染两大问题，严重危害人类社会的可持续发展，日益受到各国政府和民间的重视。
随着汽车工业的发展，汽车保有量的增加，对能源和环境的压力日益加剧，新的排放法规的要求日趋严格，研究开发低排放、低油耗的汽车新技术势在必行[1]。
柴油机作为一种高效节能的动力机械，在军车动力中占据这越来越重要的地位。
为了保持柴油机卓越的燃油经济性，同时又能满足越来越严格的排放法规要求，电控燃油喷射、可变截面涡轮增压器和废气再循环、排气后处理等技术被相继采用，并逐渐成为先进柴油机的通用技术标准。
然而，随着排放法规的日益严格，机内净化技术实现起来已经愈有难度且成本较高，排气后处理技术成为了减少尾气污染的重要手段。
本文章主要介绍柴油机主要污染物生成机理，柴油机排气后处理技术的相关情况。
一柴油机排放主要污染物生成机理柴油机排放的主要污染物有：NO x、微粒。
1.NOx的生成机理感兴趣的氮氧化物是指NO，N2O（燃气轮机）和NO2，其中常见的是NO和NO2，它们统称为NOx。
在燃烧后的排气过程中，更加稳定的NO几乎总是超过其它氮氧化物占主要地位。
NO的生成途径以确定有两种：1.高温途径即在已燃区产生的NO称为热NO；2.瞬发途径。
即在火焰区产生的NO称为瞬发NO；氮氧化合物是在燃烧过程中由燃烧空气中的氮或来自化石燃料中的含氮有机物（主要是在重油和煤中）生成的。
若NOx排放受到热力学平衡约束条件控制的话，则氮氧化物的浓度在排气温度下将小于1×10-6。
当燃烧产物的温度下降，NOx浓度开始降低，但在火焰温度下，供NOx分解的时间在通常的燃烧设备中都太短，难以达到平衡状态，以及氮氧化合物在数十到数千（与燃烧的情况有关）10-6的浓度下被激冷。
这样，NOx生成和分解的化学过程是由化学动力学而不是热力学控制的。
NO和NO2浓度是彼此被另一个快速活性基反应连系在一起的：NO2和O，H和OH反应生成NO，而NO和HO2反应生成NO2。
柴油机排放控制及后处理技术综述
柴油机排放控制及后处理技术综述摘要：柴油机作为一种高效、耐久的内燃机，已广泛应用于各种车辆和工业设备。
然而，柴油机排放对环境和人类健康产生了负面影响，因此控制和后处理柴油机排放已成为研究和开发的焦点。
本文综述了柴油机排放控制和后处理技术的发展现状和趋势，涉及了选用低排放燃料、优化燃烧过程、采用催化转化器和选择适当的颗粒物收集器等相关技术。
本文的研究对于推进柴油机排放控制和后处理技术的发展具有重要意义。
关键词：柴油机，排放控制，后处理技术，催化转化器，颗粒物收集器正文：1. 研究背景及意义柴油机是一种高效、可靠的内燃机，广泛应用于汽车、船舶、发电机和工业设备等领域。
与汽油发动机相比，柴油机具有更高的热效率和更长的寿命。
但是，柴油机的排放却对环境和人类健康产生了负面影响，主要包括氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）、碳氢化合物（HC）和一氧化碳（CO）等。
这些有害物质对大气、水体、土壤等环境产生危害，同时也会对人体呼吸系统、神经系统和心血管系统等造成影响，因此控制和后处理柴油机排放已成为研究和开发的重要方向。
2. 排放控制技术2.1 优化燃烧过程为了减少柴油机排放，可以通过优化燃烧过程来降低排放。
其中，最重要的是减少NOx的生成。
NOx的生成主要是由于氮气与氧气在高温下反应而产生。
减少NOx的方法主要包括：控制燃烧温度、增加燃烧室的湍流强度、采用外部EGR等。
2.2 选择低排放燃料选择低排放燃料也是减少柴油机排放的重要手段。
低硫燃料、生物柴油、混合燃料等都可以降低排放物的生成，特别是低硫燃料可以显著减少排放物的生成。
3. 后处理技术3.1 催化转化器催化转化器是一种将有毒气体转化为无害气体的设备，主要应用于减少NOx和CO的排放。
当废气穿过催化转化器时，催化剂将有害气体转化为水和二氧化碳，从而减少气体的污染。
3.2 颗粒物收集器颗粒物收集器是一种将颗粒物捕集并减少其排放的设备。
该设备可以过滤掉柴油机排放的颗粒物，从而降低颗粒物对环境和人体健康的影响。
HW：柴油机后处理技术概述
当下常用柴油机后处理技术:1 SCR （Selective Catalytic Reduction选择性催化还原技术）1.1NH 3- SCR 1.1.1 反应原理使用尿素水溶液作为氨气来源，这种溶液尿素质量分数为 32.5%，符合DIN V70070 国际标准，市场上也称之为“ AdBlue ”溶液。
当尿素水溶液被喷射到排气管中后，与高温的废气混合，尿素水溶 液经过气化、热解和水解等一系列复杂的化学反应生成氨气和二氧化碳，简单可以分为两步。
第一步：热解反应CO （NH 2）27加热T NH 3+ HNCO第二步：水解反应HNCO+H 2O T 催化剂 T NH 3+CO 2尿素分解释放出的氨气与废气中的NO x 发生化学反应，具体反应方程式如下4NH 3+4NO+O 2T 4N 2+6H 2O 4NH 3+2NO+2NO 2T 4N 2+6H 2O 8NH 3+6NO 2T 7N 2+12H 2O 1.1.2 控制方法尿素SCR 系统主要由后处理控制单元 （DCU ）、尿素泵（SM ）、喷嘴（DM ）、尿素罐、 相应液力管路和电气线束构成，如下图所示。
廉倉我力和置 ------- 通讯信号DCU 为主控制单元，处理传感器信号、计算尿素喷射量并对各种执行器进行控制。
SCR 系统开始工作时，DCU 首先确认系统是否处于正常状态，然后发出指令使尿素泵开始加压，压力使尿素水溶液开始流动。
控制单元通过 CAN 总线与发动机的ECU 进行通讯，获得发动机的运行参数，再加上 催化器上游温度信号，计算出尿素喷射量，驱动喷嘴将适量的尿素水溶液喷射到排气管内，按反应 机理还原尾气中的 NO x ,多余的尿素被送回到尿素罐内。
1.1.3 存在的问题1.1.3.1低温工况下NO x 转化率低SCR 催化器及I ------ 1 --------- 5砸嚥iiB 度传感猛J上游 卜游--------------尿素在废气温度为160 C左右时，开始发生热解反应产生异氰酸（HNCO）和一部分氨气。
柴油机尾气后处理技术
DPF
DOC
DPF
P-DPF
P-DPF
a ter S ulfate& W
ASH
DOC
Soot
DOC
SO F
7. 发动机台架性能评价（3）
试验方法及次数 ECE R49（35次） ETC （4次） 其他测试项目 发动机外特性测试： GB 17692 排气烟度测试： GB 3847-2005
7. 发动机台架性能评价（2）
产品名称
PM, CO, HC, NO x
结构
原理 以壁流方式式将煤烟 捕集到DPF的同时，利 用燃烧或者连续催化 方式去PM、CO、HC 的装置 以直流(Flow-through) 方式捕集一定量的煤 烟后，利用燃烧或者 连续催化方式去除P M、CO、HC 的装置 以DOC催化净化PM 中 的溶解性有机物质和 CO、HC 等的装置
在欧洲（2000）死亡原因的6%是PM10。 在奥地利、法国、瑞士每年约4万人死亡。 PM10 发生源的一半是汽车。 城市居住者的寿命减少约18个月。 GDP的约1.7%会用于与汽车污染有关的医疗费。 交通事故死亡率的2倍
3. 国际柴油车改造经验
国际上目前针对在用车的改造聚焦在重型柴油车
日本：以东京都为代表，鼓励安装PM降低装置 (DPF或DOC)对安装装置给予补 助，更换为最新标准柴油车时，提供融资。 : DPF(40万日元 (GVW>8t) ~ 30 万日元 (3.5≤GVW<8t)，DOC(20万日元 (GVW>8t) ~ 10万日元 (3.5≤GVW<8t) 韩国：计划到2014年为止，改造全国境内的全部老旧柴油车共797,382辆，政 府预算补贴为USD15亿 香港：于2001年开始实施香港柴油车改造计划，出资14亿港币改造了8万余量 柴油车 欧洲：以德国，法国，瑞士为代表的柴油车改造项目覆盖了道路用车和非道 路用车整体领域。瑞士颁布了最为严格的DPF认证程序。 美国：以加州为代表的柴油车改造项目正在引起其他州的关注。美国EPA和加 州CARB都颁布了严格的DPF认证程序。
柴油机后处理专题之一综述
柴油机后处理专题之一综述集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#写在前面的话：谈到“汽车”你会想起什么是纵横驰骋的速度机器，还是默默陪伴你的生活伙伴，亦或是越来越拥堵的交通；是曾经盆满钵满的投资收益，还是萦绕脑海的股票代码，亦或难以把握的剧烈波动汽车这部改变世界的机器，一路急驰而来，不仅关乎投资，更是一种生活方式，一种文化内涵，慢慢地改变着我们的生活。
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感谢关注和支持！本期引言：我们将于 3 月 22 日和 23 日分别组织银轮股份投资者交流会和威孚高科的调研，由于两家公司的共同看点是柴油机国 IV 尾气后处理系统，我们将在近几周的【车闻天下】中详细阐述柴油机后处理系统相关的技术、产业和竞争格局信息，为投资者提供更为系统化和详细的讲解，答疑解惑，敬请关注！柴油机后处理专题之一——综述国外后处理的主要路线都是什么有关研究表明，北京市可吸入的微粒中，约有 23%来自于机动车排放或有关的污染。
在机动车排放的微粒中，占机动车总量约 %的柴油车，微粒的排放量占总排放量的 63%。
柴油车排放的微粒粒径通常在 10-1000 纳米之间，且含有多种有毒物质，严重危害人体健康。
柴油机尾气后处理技术基础介绍
柴油机尾气后处理技术基础介绍柴油机尾气后处理技术是为了减少柴油机尾气排放中的有害物质，以达到减少环境污染和保护人体健康的目的而采取的措施。
在柴油机燃烧过程中，会产生一系列的有害物质，如一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物和颗粒物等。
这些物质对大气环境和人体健康都有一定的危害。
颗粒物捕集技术是通过将颗粒物捕获并固定在滤芯或SCR催化剂上，从而减少颗粒物的排放。
常见的颗粒物捕集技术有静电捕集器、陶瓷滤芯和SCR滤芯等。
氮氧化物还原技术主要有选择性催化还原（SCR）技术和非选择性催化还原（SNCR）技术两种。
SCR技术是通过在柴油机尾气中注入尿素溶液，在SCR催化剂上发生化学反应将氮氧化物还原为无害物质，如氮气和水。
SNCR技术是将尿素直接喷射到燃烧室中，在高温条件下发生还原反应。
一氧化碳氧化技术主要是通过在柴油机尾气中引入氧气，利用催化剂将一氧化碳氧化为二氧化碳。
常用的一氧化碳氧化催化剂有铂、钯和铑等。
碳氢化合物氧化技术主要是通过在柴油机尾气中引入氧气，利用催化剂将碳氢化合物氧化为水和二氧化碳。
常用的碳氢化合物氧化催化剂有铂、钯和钨等。
氯化物捕集技术是通过在柴油机尾气中使用氯化剂捕获氯化物，从而减少氯化物的排放。
常见的氯化物捕集技术有氯化铂、氯化铜和氯化钾等。
除了以上几种基础的尾气后处理技术外，还有其他的一些新型尾气后处理技术，如氧化脱硝（DeNOx）、颗粒物氧化（POx）、低温氧化（LT-Ox）和催化还原燃烧（CRC）等。
这些技术在柴油机排放控制中发挥了重要作用，并逐渐得到了广泛应用。
需要注意的是，柴油机尾气后处理技术的效果和性能不仅取决于技术的选取，还与操作和维护的方式密切相关。
因此，在使用和维护柴油机尾气后处理设备时，需要遵循相应的操作规范，并进行定期的检查和维护，以保证其正常运行和有效排放控制。
满足国Ⅴ排放的柴油机后处理技术综述
环球市场工程管理/-293-满足国Ⅴ排放的柴油机后处理技术综述王佳炜江苏大学汽车与交通工程学院0 引言近年来，柴油机在汽车中的使用日益广泛，轿车柴油机化也将是未来汽车行业的发展趋势。
与汽油机相比，柴油机具有良好的经济性、动力性和可靠性，以及较高的热效率和较低的CO、HC 排放，但较高的NOx 和颗粒物(PM) 排放成为限制柴油机发展的主要障碍[1]。
为满足对车用柴油机不断提高的排放要求，柴油机排气后处理问题成为了人们研究的焦点。
本文首先对国内排放法规进行了阐述，进而提出了针对轻型和重型柴油车的排放控制技术路线[2]。
在此基础上，重点对NOx 选择性催化还原(selective catalytic reduction，SCR)和柴油机微粒捕集器(diesel particulate filter，DPF)涉及到的关键技术进行了综述，并对柴油机后处理技术的未来发展进行了展望。
1 排放法规目前世界上已形成以美国、欧洲、日本为代表的三大排放法规体系，其他各国基本上是采纳其中一种。
表1 ESC 和ETC 工况国Ⅳ与国Ⅴ排放限值比较g ▪kW -1 ▪h -1ESC 工况ETC 工况w NOxw PM w NOx w PM 国Ⅳ 3.50.02 3.50.02国Ⅴ2.00.022.00.02表2 WHTC 工况国Ⅳ与国Ⅴ排放限值比较g ▪kW -1 ▪h -1一氧化碳w CO 碳氢化合物w HC 氮氧化物w NOx颗粒物w PM国Ⅳ 4.000.55 4.200.03国Ⅴ4.000.552.800.03在柴油机ESC 和ETC 及WHTC 循环工况下，由表1和表2可知：国Ⅴ排放限值与国Ⅳ排放限值相比，氮氧化物要求降低43%，PM 值保持不变[3]。
为达到国Ⅴ排放限值目标，需对发动机进行优化，如优化燃烧室、调整压缩比、优化EGR 率等，特别是对后处理系统需选择合适的技术路线。
2 柴油机后处理技术路线实现柴油机国Ⅴ技术路线实际上是基于PM 和NOx 解耦思路上的技术路线。
柴油发动机尾气后处理技术
柴油发动机尾气后处理技术发布时间：2021-06-29T10:46:07.867Z 来源：《基层建设》2021年第6期作者：刘庆洋李艳荣蒋玲王朋王冯[导读] 摘要：近年来，我国经济迅速发展，但与此同时，我国也面临着严重的环境污染问题，这是最严重的问题。
中国石油集团济柴动力有限公司山东济南 250306摘要：近年来，我国经济迅速发展，但与此同时，我国也面临着严重的环境污染问题，这是最严重的问题。
为了解决一系列环境问题，主要是因为内燃机排放量低于标准，政府制定了内燃机排放标准和减少污染。
为此，有关技术人员必须对柴油机进行改造，使其排气符合排放标准。
本文件主要分析了SCR技术在柴油机废气处理方面的现状并分析了未来的趋势。
关键词：柴油发动机；排放；控制技术随着社会的发展和对生产力的需求的增加，柴油发动机已成为越来越受欢迎的重要生产和运输来源。
合理利用柴油发动机运行过程中产生的废气是人类和环境安全的责任这是一个重要的改进柴油机本身。
随着相关标准的提高现有的EGR技术不再符合相关的排放要求SCR 技术的传播和应用是科学发展的正确步骤。
一、相关概述1、SCR基本原则。
这一技术主要用于加热和再生时注射和修复尿素，从而能够处理物质，因此，由于加热，氮氧化物的排放转化为氮和水，以便最终达到既定的排放标准。
该系统包括尿素水箱、各种测量仪器、喷雾器和相关的传感器。
按照排气后工作原则，先将烟道混合，然后再配尿素，喷雾器将尿素溶液喷淋，然后尿素会在高温下分解成氨，然后在催化剂中还原为氮氧化物最后是氮，大量的氨，自然，将转换为氮。
防止泄漏。
这一技术的主要优点是它不会对硫磺敏感，特别是100升。
然后，它的尾矿处理需要5升尿素在水溶液。
该系统主要通过电池满足其基本的电力需求，只有在有电的情况下才能加热；然后，相应的阀门取代空气，以确保气体的化学反应具有一定的空间和时间。
在这一系统中，污染物的排放可减少到最低限度，因此，技术人员应当能够根据系统的基本运行目标和要求合理地操作该系统。
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当下常用柴油机后处理技术：
1SCR（Selective Catalytic Reduction选择性催化还原技术）
1.1NH3- SCR
1.1.1反应原理
使用尿素水溶液作为氨气来源，这种溶液尿素质量分数为32.5%，符合DIN V70070国际标准，市
场上也称之为“AdBlue”溶液。
当尿素水溶液被喷射到排气管中后，与高温的废气混合，尿素水溶
液经过气化、热解和水解等一系列复杂的化学反应生成氨气和二氧化碳，简单可以分为两步。
第一步: 热解反应
CO(NH2)2→加热→NH3+ HNCO
第二步: 水解反应
HNCO+H2O→催化剂→NH3+CO2
尿素分解释放出的氨气与废气中的NO x发生化学反应，具体反应方程式如下
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
4NH3+2NO+2NO2→4N2+6H2O
8NH3+6NO2→7N2+12H2O
1.1.2控制方法
尿素SCR系统主要由后处理控制单元( DCU)、尿素泵( SM)、喷嘴( DM)、尿素罐、SCR 催化器及
相应液力管路和电气线束构成，如下图所示。
DCU为主控制单元，处理传感器信号、计算尿素喷射量并对各种执行器进行控制。
SCR 系统开始
工作时，DCU首先确认系统是否处于正常状态，然后发出指令使尿素泵开始加压，压力使尿素水溶
液开始流动。
控制单元通过CAN总线与发动机的ECU进行通讯，获得发动机的运行参数，再加上
催化器上游温度信号，计算出尿素喷射量，驱动喷嘴将适量的尿素水溶液喷射到排气管内，按反应
机理还原尾气中的NO x，多余的尿素被送回到尿素罐内。
1.1.3存在的问题
1.1.3.1低温工况下NO x转化率低
尿素在废气温度为160℃左右时，开始发生热解反应产生异氰酸(HNCO)和一部分氨气。
由于尿
素热解需要吸收大量的热量，当排气温度较低时热解速度较慢。
有关研究表明，温度为330℃时
仅有20%左右的尿素可以发生热解，而400℃时有50%的尿素发生热解，剩下的尿素只能到达
催化剂表面后完成热解。
当外界环境温度较低或发动机时，发动机废气温度很可能达不到要求，
不能产生足够的氨气，反应效率低下，后处理系统不能发挥应有的作用。
对此的对策是开发低
温催化剂，改善尿素溶液喷射装置使喷射出的液滴更小，安装水解催化剂促进尿素低温水解等
等。
1.1.3.2尿素结晶
由于排气管的材料一般为不锈钢，废气与排气管内壁之间存在一定的温度差，如果尿素溶液在
较低的温度下喷射到排气管中，势必有部分雾化后的尿素小颗粒会附着在管壁上形成液膜，进
而会产生晶体。
其原因是在温度范围为132 ～180℃的低温条件下，尿素除了正常分解外，还
会发生另外的一系列副反应产生副产物，如三聚氰酸C3N3(OH)3、缩二脲NH(CONH2)2
和三聚氰胺C3N3(NH2)3等。
如果发动机排气管壁温度长时间维持在较低的水平，壁面上就有可能堆积上述难溶物质，堆积
量较大时会导致发动机排气背压升高，动力性和经济性下降。
对此的对策是安装排气管保温装置减少热量散失，改良尿素溶液喷射装置和混合器的安装位置，
降低尿素液滴碰壁概率。
1.2HC-SCR
大量的研究表明，乙醇作为还原剂时，氧气的存在会提高NOx的转化率，同时水蒸汽的存在也会促进低温时的反应速率。
清华大学汽车系在一台2.8 L排放达到欧IV水平的直喷式柴油机上应用乙醇还原NOx进行试验，研究表明，在空速3 000转，发动机排气温度为350~450℃时，NOx的转化效率可以达到90%以上。
但存在的问题是CO的生成量会急剧增加。
通过SCR催化器和氧化催化器的配合使用，可以使发动机达到欧IV排放标准。
目前对乙醇在钒基催化剂上选择性催化还原NOx的机理还不是很明确，同时对还原剂供给策略的研究也刚刚开始。
这都是近期HC- SCR 的研究方向，同时如何降低CO的生成量也是今后研究的重点。
2NSC（NO x Storage Catalyst氮氧化物存储催化还原技术）
2.1反应原理
NSC系统主要由载体、催化剂和吸附材料构成，和用于汽油机上的三元催化器类似。
NO x存储催化剂是由贵金属( Pt) 、碱金属( Ba) 和稀土金属( Rh) 组成，吸附材料为碱土金属氧化物( BaO) ，载体为氧化铝（Al2O3）。
NSC 在正常情况下工作效率高达90%以上，不需要额外的还原剂及其存储装置。
NSC降低NO x分为吸附和再生两大步。
吸附过程反应式如下
2NO+O2→Pt催化→2NO2
2BaO+4NO2+O2→2Ba(NO3)2
再生过程反应式如下
2Ba(NO3)2→加热→2BaO+4NO2+O2
2Ba(NO3)2→加热→2BaO+4NO+3O2
2NO+2CO→催化剂→N2+2CO2
2.2控制方法
NSC控制单元主要是判断何时吸附达到饱和状态和何时开始进行还原再生。
判断吸附是否饱和有两种方法：一种是依靠内置的软件逻辑模块根据当前NSC系统的状态计算出NO x存储量和剩余存储空间；另一种是
依靠安装在NSC下游的NO x传感器实时监测废气中的氮氧化物含量，来判断系统当前的状态。
同样，判断再生是否结束也有两种方法：一种是依靠软件模块计算出当前NSC 中存储的NOx 含量来判断再生是否结束；另一种是在下游安装氧传感器来监测尾气中O2的含量，该信号会传递给电控单元，从而调节发动机工况产生富燃条件以达到再生的效果。
2.3影响因素
2.3.1温度
吸附阶段，温度过低会影响催化剂Pt的活性，使得NO被氧化为NO2的反应效率降低；温度过高
会导致生成的Ba(NO3)2过早热解。
再生阶段，温度过低会降低NO x的转化效率改变转化产物，有
关研究表明，随着还原温度的降低，NH3和N2O等副产物的排放将会增加。
对于整个装置而言，
温度过高会使催化器发生热力老化。
2.3.2硫的影响
由于使用BaO作为吸附材料，NSC容易受到燃油中的硫燃烧产物SO2的影响，二者会反应生成
BaSO4，该物质化学性质十分稳定，难溶难分解，这使其易在催化剂表面留存堆积，最终是催化剂
无法发挥作用，严重影响了吸附NO x的效率。
因此，想发挥NSC的效果，必须使用含硫量足够
低的燃油。
3DOC（Diesel Oxidation Catalyst）
DOC技术是目前广泛应用于在柴油机尾气后处理，其主要功能为将废气中的HC和CO、颗粒物中的可溶性有机物（SOF）氧化，从而降低有害气体与颗粒物排放。
DOC还能将氮氧化物中的NO 氧化为NO2，还能作为氧化燃烧器来提高废气的温度等。
根据相关研究显示，NO占柴油机尾气中NOx总比例的90%左右，而SCR 催化器中，NO2的反应速率是NO 的17倍，且对反应温度要求更低。
因此，将DOC与SCR组合使用，能够很好地改善SCR的效果，尤其是在低温状态下的NO x转换效率。
考虑到成本和油品等问题，目前国市场安装该组合系统的还不多，但随着法规级别的逐步提升，该技术一定会有巨大的应用潜力。
樊星
3120104548
2015.6.24。