汽油发动机台架的尾气排放处理方案TWC、DPF、DOC、SCR
SCR排气处理系统简介
实现国四排放主流技术路线 SCR系统简介国IV排放标准是国家第四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（氮氧合物）、CO（一氧化碳）、PM（微粒）等，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数值以下的标准。
国内的汽车排放标准主要是参考欧洲的标准。
国III，国IV排放标准污染物排放限值上与欧III、欧IV标准完全相同，从上面的表格中我们可以看到，国四标准比国三对NOX和PM要求更为严格。
国四排放标准技术路线在国四时代也有两种主要的升级方案，一类是通过使用选择性催化还原(SCR)技术，利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理；还有一类是通过微粒捕集器（DPF）或微粒催化转换器（DOC），针对燃烧产生的微粒进行处理的EGR(废气再循环)技术。
EGR和SCR两种技术路线在欧美等国家都有被采用，它们都能够实现欧IV以及欧V 的排放标准，那他们到底有什么区别呢？小编在这里做个简单的介绍。
1.原理不同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。
图为EGR+DPF系统图EGR的工作原理是少部分废气经EGR阀进入进气系统，将一部分排气循进气管与新鲜空气混合后进入汽缸燃烧，废气中的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DPF（微粒捕集器）或DOC等后处理方法过滤掉。
图为SCR系统图SCR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。
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。
汽油发动机尾气排放超标分析与治理措施
汽油发动机尾气排放超标分析与治理措施发布时间：2021-05-10T07:00:32.456Z 来源：《中国科技人才》2021年第7期作者：孙子尧[导读] 汽车尾气包括二氧化碳、水蒸气、一氧化碳、氮氧化合物NOx.碳氢化合物CH、颗粒排放物PM等。
其中完全燃烧产生的二氧化碳和水蒸气对大气无害，其余物质均有害。
黑龙江技师学院 158100摘要：采用汽车使用维修实践与理论结合的方法，用理论做指导，用测试仪器检测，结合检测数据，提出改善和治理汽车尾气超标的措施。
关键词：汽油发动机；尾气排放；超标治理一、汽油发动机尾气生成的机理分析（一）汽车尾气种类汽车尾气包括二氧化碳、水蒸气、一氧化碳、氮氧化合物NOx.碳氢化合物CH、颗粒排放物PM等。
其中完全燃烧产生的二氧化碳和水蒸气对大气无害，其余物质均有害。
（二）有害成分的生成机理汽油发动机各种有害成分的生成各有特点。
1、COCO是碳不完全燃烧的产物。
当过量空气系数＜1时，因缺氧使汽油中的碳不能完全氧化成二氧化碳，高温下二氧化碳因热离解反应再转化成一氧化碳。
2、HCHC也是一种不完全燃烧产物。
高温燃气遇到300℃左右的汽缸壁，产生壁面淬熄效应，使部分汽油未燃烧或未完全燃烧，即排出气缸。
特别是混合气质量不佳的发动机，更易使碳氢化合物排放超标。
燃油系统泄露、发动机曲轴箱中的机油蒸汽外泄，也都属碳氢化合物排放。
汽油品质不好，如馏分较重会造成汽油挥发性变差，使进入发动机燃烧室的燃油与空气不能充分混合，不易燃烧完全，也是HC生成的原因。
3、NOx高温、富氧是NOx生成的必要条件。
NOx的主要成分是NO和NO2，NO排出燃烧室后，与空气中O2再次发生氧化反应，生成NO2。
NO2和HC相遇后，发生化学反应形成光化学烟雾，对人体健康影响较大。
4、颗粒排放物不佳的汽油质量，因不易汽化燃烧不完全容易产生碳微粒排放物；含铅汽油产生铅微粒排放物；进入燃烧室的润滑油因燃烧不完全，产生的碳微粒排放物。
尾气后处理简介介绍
加强国际合作与交流
提升公众环保意识
积极参与国际尾气后处理技术交流与合作 ，引进先进技术，拓宽技术发展视野。
加强环保宣传教育，提高公众环保意识， 形成全社会共同关注尾气排放、支持尾气 后处理技术发展的良好氛围。
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02
尾气后处理的主要技术
尾气后处理的主要技术
• 尾气后处理是指对发动机排放出的废气进行一系列的处理，以 降低其中的污染物排放，减少对环境的危害。在现代汽车工业 中，尾气后处理已经成为一项重要的技术手段。
03
尾气后处理系统的组成 和工作流程
尾气后处理系统的关键组件
催化转化器
催化转化器是尾气后处理系统的 核心部件，通过催化剂的作用， 将尾气中的有害物质转化为无害 物质。它可以降低尾气中的一氧 化碳、氮氧化物和挥发性有机物 等污染物的排放。
02 03
健康问题
废气中的有害物质对人类健康构成威胁，如颗粒物、氮氧化物等可导致 呼吸道疾病、心血管疾病等，因此尾气后处理对ห้องสมุดไป่ตู้保护人类健康具有重 要意义。
能源利用
高效的尾气后处理技术可以提高发动机的燃烧效率，降低燃油消耗，从 而节约能源。
尾气后处理技术的发展历程
早期技术
早期的尾气后处理技术主要采用机械式方法，如离心分离、滤清等，虽然简单易行，但处 理效果有限。
尾气后处理简介介绍
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目录
• 尾气后处理概述 • 尾气后处理的主要技术 • 尾气后处理系统的组成和工作流程 • 尾气后处理技术的应用与挑战 • 总结与展望
01
尾气后处理概述
尾气后处理的定义和目标
定义
汽油机后处理净化技术
贵金属Pt,Rh,Pd
载体与催化剂
氧化铝
载体
助催化剂 催化剂涂层
4.2.3 催化反应机理
1. 氧化反应：
CO O2 CO2 H 2 O2 H 2O HC O2 CO2 H 2O
2.还原反应：
CO NO CO2 N 2
HC NO CO2 N2
H 2 NO H 2O N 2
催化剂涂覆示 意图
三效催化转化器的基本结构
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4.2.2 催化剂的种类
1. 铑（Rh）： 铑是三效催化剂中控制氮氧化物的主 要成分，这种高活性与其能有效地分解NO分子有关。 在催化转化器中，铑的典型用量是0.18~0.3g。
2. 铂 （Pt）：铂在三效催化剂中的主要作用是转化一 氧化碳和碳氢化合物。铂在三效催化剂中的典型用量 为1.5~2.5g。
概述
三效催化转化器是目前应用最多的废气后处理净化技术
三效催化转化器一般采用蜂 窝结构载体，蜂窝表面有涂层和 活性组分，与废气的接触表面积 大，当发动机的空燃比在理论空 燃比附近时，催化剂可将90%的 碳氢化合物和一氧化碳及70%的 氮氧化物同时净化。对我们的环 境保护起到了关键作用。三效催 化转化器发展最快。
三元催化器将汽车排气系统中的 有害物质碳氢化合物、一氧化碳 和氮氧化物转化为水蒸气、二氧 化碳和氮气。
三元催化器的位置
催化转换器安装在排气歧管之后、排气消声器之前的排气 管中。其作用是利用催化剂（通常是金属铂、钯和铑；稀土材 料。）的作用将排气中的CO、HC和NOx转换为对人体无害的 气体。催化转换器有氧化催化转换器和三元催化转换器。氧化 转换器只将排气中的CO、HC氧化成CO2和H2O，又称为二元 催化转换器，必须提供二次空气作为氧化剂。三元催化转换器 可以同时降低CO、HC和NOx的排放。它可以以排气中的CO和 HC作为还原剂，将NOx还原成氮气（N2）和氧气（O2），而 CO和HC则被氧化为CO2和H2O。当空燃比在理论空燃比 （14.7）附近时，氧化-还原反应达到平衡， CO、HC和NOx 的排放同时达到最低。
车辆尾气污染治理方案
车辆尾气污染治理方案随着城市化进程的进行和汽车工业的迅速发展，车辆尾气污染已经成为城市环境污染的主要来源。
尾气污染在空气中会形成细小颗粒，对人体健康造成极大威胁。
因此，我们应该采取措施来减少车辆尾气污染的排放。
下面是一些车辆尾气污染治理方案。
1. 加强对车辆排放的监管政府可以通过建立尾气检测站、加强对车辆排放的检测等方式，对车辆排放进行监管。
这种方式可以有效地监测车辆尾气的排放情况，发现不合格车辆并罚款或者限制其上路行驶，从而减少车辆尾气排放对环境的影响。
2. 推广新能源汽车新能源汽车是没有尾气排放的，可以有效地减少车辆对环境的污染。
政府可以通过制定相关政策，鼓励企业生产新能源汽车，并给予一定的税收优惠，从而推广新能源汽车的使用。
此外，政府还可以建设一定数量的新能源汽车充电站，便于市民购买和使用新能源汽车。
3. 提高燃油质量标准政府可以制定更加严格的燃油质量标准，对于不符合标准的燃油进行取缔，鼓励石油生产企业生产更环保的燃油产品。
这样可以有效地减少车辆尾气的排放量。
4. 使用尾气净化设备尾气净化设备是一种可以减少车辆尾气排放的装置。
这种设备可以在车辆尾部安装，在车辆运行时对尾气进行净化处理，从而减少尾气的排放。
政府可以通过政策支持，鼓励车主安装尾气净化设备，将其纳入环保补贴范围之内，从而促进尾气净化设备的推广和应用。
5. 促进公共交通的发展公共交通是一种可以有效减少车辆尾气排放的交通方式。
政府可以通过加大对公共交通的投入力度，建设更多的公共交通线路以及提高公共交通的服务质量，从而吸引更多的市民乘坐公共交通工具，减少个人汽车的使用，从而减少车辆尾气的排放。
结语车辆尾气排放对环境和人体健康有着很大的危害，需要我们采取多种有效措施来减少其排放。
以上提到的几种车辆尾气污染治理方案，有的需要政府的支持，有的需要市民的参与，我们应该共同行动，为创造更健康的城市环境而努力。
发动机排气处理与废气净化技术
发动机排气处理与废气净化技术1. 前言随着全球工业化和交通运输的快速发展，发动机排放的废气对环境造成了严重的污染。
为了减少这些有害物质对环境的影响，发动机排气处理和废气净化技术应运而生。
本文将详细介绍发动机排气处理与废气净化的相关技术，以期为发动机排放控制提供参考。
2. 发动机排气处理技术2.1 废气再循环（EGR）系统废气再循环（EGR）系统是一种减少氮氧化物（NOx）排放的技术。
该系统将部分废气从排气管道引入到进气管道，与新鲜空气混合后进入燃烧室。
通过降低燃烧室中的氧气浓度，减少燃烧过程中的NOx生成。
2.2 催化转化器催化转化器是一种通过催化剂将有害物质转化为无害物质的技术。
三元催化转化器（TWC）是应用最广泛的一种，它可以将CO、HC和NOx转化为CO2、H2O和N2。
2.3 柴油颗粒过滤器（DPF）柴油颗粒过滤器（DPF）是一种用于减少柴油发动机颗粒物排放的技术。
DPF通过拦截和燃烧颗粒物来净化排气。
3. 废气净化技术3.1 吸收法吸收法是一种利用液体吸收剂吸收废气中有害物质的方法。
常见的吸收法有湿式脱硫、湿式脱氮和活性炭吸附等。
3.2 吸附法吸附法是利用固体吸附剂吸附废气中的有害物质。
活性炭吸附是最常见的吸附法之一，可以有效去除废气中的有机物和异味。
3.3 冷凝法冷凝法是通过冷却废气使其中的有害物质凝结，然后分离出来。
这种方法适用于去除废气中的颗粒物、VOCs等。
4. 结论发动机排气处理与废气净化技术在减少有害物质排放、保护环境方面发挥着重要作用。
各种技术有其独特的优点和局限性，实际应用中需要根据具体情况选择合适的技术。
随着科技的不断发展，相信会有更多高效、环保的发动机排气处理与废气净化技术涌现出来。
5. 先进排放控制技术5.1 选择性催化还原（SCR）技术选择性催化还原（SCR）技术是一种高效的NOx排放控制技术。
通过注入氨水或尿素水溶液，在催化剂的作用下，将NOx还原为N2和H2O。
车辆排气污染防控方案
车辆排气污染防控方案背景介绍随着经济快速发展，汽车已经成为人们日常生活的重要交通工具，但同时也带来了严重的环境问题，其中之一就是车辆排放产生的污染物对空气质量的影响不容忽视。
车辆产生的污染物包括氮氧化物、碳氢化合物、二氧化碳和颗粒物等，其中氮氧化物和颗粒物是主要的污染物。
防控方案技术措施燃油调控技术一方面，通过发动机管理系统（EMS）来优化燃烧过程，减少污染物的生成；另一方面，通过燃油调控技术来减少污染物的排放。
常用的燃油调控技术包括汽油车三元催化器、柴油车颗粒捕集器（DPF）和尿素SCR技术。
新能源车推广新能源车（如电动汽车、插电混合动力汽车）具有零排放的优点，可以有效减少车辆对环境的影响。
政府可以通过制定政策，鼓励新能源车的推广和消费，从而实现减少车辆污染的目的。
管理措施政策引导政府可以通过税收等措施，引导企业和个人加强环保意识，选择环保车辆，从而达到减少车辆排放的目的。
检测监管政府可以对车辆的排放进行监测和检测，对不符合标准的车辆进行处罚，从而强制推行车辆污染的预防和控制。
此外，政府可以通过设立排放标准等措施，引导车辆企业生产环保车辆，促进企业可持续发展。
个人应对措施减少车辆使用频次减少车辆使用频次，合理规划出行路线，选择生态、健康的出行方式，如骑自行车、步行、乘坐公共交通工具等，从而减少车辆污染对环境的影响。
注意车辆维护注意车辆的定期保养、检查和维护，尽可能使用绿色机油和清洗产品，从而减少车辆产生的排放。
总结车辆排气污染问题是当前环境保护工作中必须面对的严峻问题，只有通过技术措施、管理措施和个人的应对措施这三方面的综合发力，才能有效预防和控制车辆产生的污染物对环境和人类健康的影响。
汽油发动机台架的尾气排放处理方案TWC、DPF、DOC、SCR
针对现场所有试验室均增加尾气后处理系统，可以增加一套上位机主控系统：
每间试验室尾排系统采取闭环控制独立控制系统，同时，在观察间内适当位置设置一上位机集中控制单元，并配备10寸彩色显示屏，用于显示各台架的后处理装置的运行情况，包括催化剂前后的NOX值、催化剂前后压差、排气流量、NOX排放浓度（ppm）及速率（kg/h）、尿素消耗量（g/s）；显示主烟道（导流风机前）的NOX排放情况，包括总NOX实时排放速率（kg/h）、总NOX累计排放量（kg）、尿素累计消耗量（kg）等。
在台架尾气处理系统中，需要实时地对尾气处理系统的功能和效能进行检测，当检测到异常时需要报警，然后对异常进行处理。尾气处理系统的功能检测包括三部分：
1.传感器和执行器自身功能检测
在尾气处理系统中，当传感器（温度传感器，流量传感器，和NOx传感器等）和执行器（风机控制器，阀组控制，和尿素/还原剂计量喷射装置等）本身发生故障时，需要将故障在控制柜显示屏上显示出来，并产生警报信号。当故障排除后，要能够自动将故障信号清除。
整套电路设置短路、过载、断相、保护。断路器、热继电器、接触器等故障信号需接入PLC。对于电机配置异常故障显示及报警灯。该控制系统采用分布式控制集中监控的运行模式，以提高设备的可操作性、可靠性和稳定性。本系统远程设有良好的人机交互界面和数据采集交换中心，现场设置分布式I/O系统。
SCR催化剂包括了SCR和AMOX两部分。SCR的工作原理：尿素水解为氨气（尿素喷射系统）
（NH2）2CO+H2O→2NH3+CO2
SCR后处理反应：（SCR催化转化器）
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O
4NO+O2+4NH3→4N2+6H2O
汽油发动机的尾气净化催化剂
汽油发动机的尾气净化催化剂1、满足欧Ⅳ及以上排放标准的汽油车尾气净化催化剂尾气排放特征:常规污染物为HC，CO，NOx，尾气温度有时超过1000℃以上，高空速（30,000－100,000h-1）, 高水蒸气（10％左右）浓度和SOx存在的极端条件下具有高活性和10万公里耐久性要求,且要求低贵金属。
欧Ⅵ及以上排放标准采用密偶催化剂（CCC）+三效催化剂(TWC)。
1）密偶催化剂（CCC）:靠近发动机、解决发动机冷启动时尾气排放。
主要功能是降低冷启动时HC的排放量, 大部分HC是冷启动时排出的,这时催化剂未达到起燃温度不能进行反应和发动机启动时处于富油工况，氧化过程因贫氧而不完全。
其关键是催化剂的低温活性、高温稳定性、抑制CO的转化和HC的高转化率。
2）三效催化剂（TWC）：在密偶催化剂（CCC）后，低贵金属，高性能及高温抗老化性（10-16万Km耐久试验）。
3）组成：●基体：陶瓷蜂窝体或金属蜂窝体●催化剂载体：氧化铝、储氧材料等●助剂：ZrO2, La2O3等辅助材料●活性组分：Pt、Pd、Rh等贵金属4）尾气净化催化反应原理：HC+O2 ® CO2 +H2O (1)CO+O2® CO2 (2)NO+CO ® N2+CO2 (3)NO+HC ® CO2+N2+H2O (4)NO+H2® N2+H2O (5)CO+H2O ® CO2+H2 (6)HC+H2O ®CO+H2 (7)空燃比控制好才能保证最佳反应效果，每个反应都需两种反应物，λ=1，才能保证所需的各种反应物的量是合适的，净化效果最好，若空燃比偏差增大，净化效果急剧下降，甚至不能净化。
应用领域：轻型汽油车新车配套及在用车改装2 、满足国Ⅲ及以上排放标准的摩托车尾气净化催化剂尾气排放的特征：常规污染CO 、HC 、NOx，成分复杂，温度高，空速大，对催化剂的要求非常苛刻。
汽油机废气处理教程
精确的点火定时与可靠的点火系统
· 点火定时与点火能量对火焰传播有决定性影响，因此，对汽 油机燃油消耗和排气污染物排放有很大影响。
· 点火能量的提高可以扩大混合气着火界限，提高汽油机稀混 合气运转的能力，同时也可以提高汽油机的废气再循环量， 降低NOx排放，提高部分负荷时的发动机功率。
· 采用电子式无触点系统可以根据汽油机转速与负荷优化控制 汽油机的点火定时，进一步提高汽油机性能。与爆震传感器 结合，还可以根据环境条件的变化来改变点火定时，壁面爆 震的发生。
汽油机NOx生成机理与影响因素
· NOx生成的化学动力学理论基础：
· 泽尔多维奇（Zeldovitch）链式反应机理； N2+O=NO+N,N+O2=NO+O
· NOx生成的条件：
· 高温； · 富氧； · 高温持续时间。
· 影响汽油机NOx生成的主要因素：
· 空燃比; · 缸内未燃混合气中已燃混合气； · 点火定时。
· 尽可能短的火焰传播距离；如采用火花塞中置（多气门汽油机） · 结构紧凑，尽可能小的燃烧室表面；如采用小面容比燃烧室 · 壁面高温部件处于火焰传播的终点； · 燃烧室内应具有强烈的气流运动；
部分负荷火花塞位置对油耗和HC的影响
火花塞中置，缩短了火焰传播距离，降低了爆震危险，使得汽 油机压缩比可以提高，油耗降低；另外，多气门汽油机燃烧 室比较紧凑，紧凑的燃烧室具有冷激表面小，降低HC排 放。
· 进气道汽油喷射（EFI）：根据进气流量喷入响应的燃油， 这样控制喷油量比较精确，比较容易根据汽油机运转状态进 行过量空气系数的优化，有效控制有害排放物的生成。
· 缸内汽油喷射（GDI）：将汽油用高压直接喷入气缸，空气 计量与燃油喷射量都是电子控制，对过量空气系数的控制也 非常精确，因而能有效地控制汽油机有害排放物地生成。
论发动机台架试验尾气处理的综合方案
论发动机台架试验尾气处理的综合方案发布时间：2022-08-18T01:51:39.875Z 来源：《科学与技术》2022年第30卷7期作者：陈艾家田晓冲肇奇[导读] 由于德州地处京津冀26+2污染源重点控制区域，德州市政府严格执行国家及山东省对环境污染源排放的控制要求。
陈艾家田晓冲肇奇中机寰宇（山东车辆）认证检测有限公司由于德州地处京津冀26+2污染源重点控制区域，德州市政府严格执行国家及山东省对环境污染源排放的控制要求。
因此，发动机试验室尾气排放作为固定污染源，必须对尾气进行净化处理，才能满足国家及地方对上述环境控制的要求，采用净化效果最好，成本最低以及使用寿命持久的方式，使发动机尾气处理系统净化后的尾气排放符合GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》中排放限值要求。
1.标准限值与发动机尾气排放计算 1.1 标准限值结合现阶段重型柴油车及非道路移动机械用柴油机排气限值标准的更新，柴油发动机尾气检测及抽查要求越来越严格。
在发动机出厂前，都需进行法规要求的检测试验，检定合格后才允许生产使用。
山东省于2019修订并发布的地方标准《DB 37/ 2376—2019 区域性大气污染物综合排放标准》中，对固定污染源的NOx及PM的排放做了明确的要求，作为重点控制区域，NOx的排放限值为≤100mg/m3，PM限值为≤10mg/m3。
1.2 发动机尾气排放量计算发动机台架及CVS排放分析系统是检测发动机尾气含量的主要手段。
我们通过一款功率W=350kW，转速n=1900rpm，排量约V=9L的柴油发动机，按照最大原始排气量来计算尾气含量。
《GB 17691-2018 重型柴油车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》中发动机NOx的排放限值为NO≤0.46g/kWh，PM限值为PM≤0.01g/kWh。
根据以上参数，我们首先推算国六标准下的发动机NOx和PM排放量： 1小时发动机排气量：V=n*V*30/1000=513m3/h； 1小时NOx排放量：V=W*NO*1000=161000mg/h; 1小时PM排放量：V=W*PM*1000=3500mg/h；折算地标NOx排放量：V=V/V=313.8mg/m3；折算PM排放量：V=V/V=6.8mg/m3 由以上数据我们基本可以得出，国六排放限值下的发动机，作为固定源进行台架测试时，NOx排放量超过山东地标限值100mg/m3的限值，需要对NOx进行处理。
发动机排气后处理技术
一、排气后处理的原因与意义随着我国工业快速崛起与经济迅猛发展，我国人民的生活水平不断提高，对于生活品质的要求也越来越高，汽车作为一种非常便捷的交通工具也越来越普及，汽车工业也得到了飞速的发展。
然而，汽车的普及与汽车工业的快速发展给人们生活带来便利的同时也产生了能源与环境问题。
近年来，节能、能源与环境相容问题成为备受关注的重大科学问题。
而汽车发动机作为汽车动力的问题的根本所在，因此改善汽车性能的关键在于开发汽车发动机节能减排技术。
因而，随着对内燃机低排放的要求不断严格，能兼顾动力性、经济性、排放性的内燃机越来越复杂，成本急剧上升。
因此，世界各国都先后开发排气后处理技术，在不影响或者少影响内燃机其他性能的同时，降低最终向大气环境的排放。
如何解决好发展过程中的能源与环境问题成为当前汽车工业面临的两项难题。
一直以来汽车发动机以石油作为主要的燃料来源，但是，石油资源具有不可再生性，连续开采已使得石油资源日益枯竭。
尾气排放带来的环境污染问题也是汽车工业急需解决的问题，制定并实施汽车尾气排放标准是一项较为有效的控制措施。
在能源与环保的双重压力下，我国汽车发动机行业引进了许多先进的技术。
就汽车发动机而言，汽车发动机排气后处理技术等先后应用到实际的生产生活中，其技术可以有效改善汽车发动机的尾气的排放与污染，降低废气污染的排放。
进入二十一世纪，世界汽车发动机技术的研究重点与目标趋向于节能和二氧化碳减排取代排放控制的方面上。
因此发动机排气后处理技术正处于上升趋势，而且国际上发动机排气后处理技术近年来已经有了很大的提高，其基础理论与机制有了巨大的进步，因此研制、设计、和试验汽车发动机系统的技术得到了很大的革新。
二、排气后处理技术的原理与分类在讨论汽车发动机排气后处理技术之前，我们应该首先讨论一下汽车发动机所排放的尾气与其对于人体与社会的危害。
首先汽车发动机的尾气的主要危害物有一氧化碳、碳氢化合物与氮氧化合物等众多有毒有害的气体。
排气净化装置(EGR、DOC、SCR、三元催化器)
排气知识小结机外净化装置篇目前欧马可车型使用的机外净化装置主要有DOC、三元催化器、SCR三种。
DOC：氧化催化转换器，只将排气中的CO和HC氧化为CO２和H２O，因此这种催化转换器也称做二元催化转换器。
必须向氧化催化转换器供给二次空气作为氧化剂，才能使其有效地工作。
发动机台架外特性试验表明，加装DOC后，柴油机扭矩略有下降（4％），燃油消耗率略有上升（1％）。
表明DOC对原机的动力性和经济性影响较小。
加装DOC后，发动机的排放性能得到了较大程度的改善。
DOC较大程度降低了烟度，CO，HC的排放，对NOx化合物的排放影响较小。
目前，此转化器用于F2.8国三、国四车上（F2.8s4 96KW或129T除外）。
三元催化器：安装在发动机排气管中，通过氧化还原反应，将发动机排放的三种废气有害物CO、HC和NOx转化为无害的水、二氧化碳和氮气。
其催化剂大都含有铂、锗等贵金属或稀土元素，价格昂贵，在正常情况下，使用寿命为八万公里左右(国产的三元催化转化器也能达到五万公里以上)。
三元催化器只有汽油车使用。
由于三效催化转化器的工作要求比较严格，如果使用不当，会造成催化器早期失效层至损坏。
失效原因主要归纳为以下几点：1、温度过高。
常温下三元催化转化器不具备催化能力，其催化剂必须加热到一定温度才具有氧化或还原的能力，通常催化转化器的起燃温度在250—350℃，正常工作温度一般在350—700℃。
当温度超过850—1000℃时，其内涂层的催化剂很可能会脱落，载体碎裂。
所以必须注意控制造成排气温度升高的各种因素，如点火时间过迟或点火次序错乱、断火等，这都会使未燃烧的混合气进入催化反应器，造成排气温度过高，影响催化转化器的效能。
2、慢性中毒。
催化剂对硫、铅、磷、锌等元素非常敏感，硫和铅来自于汽油，磷和锌来自于润滑油，这四种物质及它们在发动机中燃烧后形成氧化物颗粒易被吸附在催化剂的表面，使催化剂无法与废气接触，从而失去了催化作用，即所谓的“中毒”现象。
汽油发动机台架的尾气排放处理方案TWC、DPF、DOC、SCR教学内容
汽油发动机台架的尾气排放处理方案TWC\DPF\DOC\SCR一、汽油发动机的尾气处理系统一般地，汽油发动机的尾气处理系统由三元催化来完成。
三元催化是一种氧化催化剂，在富氧燃烧的条件下（λ在1.0附近），如图1 所示，可以将尾气中的一氧化碳（CO），碳氢（HC），和氮氧化合物（NOx）同时除去。
图1. 一个典型三元催化剂中转换效率与空燃比的关系二、汽油发动机台架的尾气处理系统2.1 尾气处理方式如果发动机在台架内正常运转，λ值控制在窗口范围内，三元催化就能完成尾气处理的功能。
但是台架中的发动机由于处于测试状态，很可能不能对λ值进行有效控制，或者催化剂本身工作不正常。
在这种情况下，就要对发动机尾气进行特殊处理。
发动机工作不正常表现在或者过于富燃（λ>1.03），或者过于稀燃（λ<0.97）。
在发动机过于富燃时，如图1所示，NOx的转换效率会很高，但HC与CO的转换效率下降。
这时，三元催化本身不能完成对HC和CO的转换，需要对尾气掺氧，然后使用氧化催化剂将其去除。
当发动机过于稀燃时，HC和CO的转换效率会很高，但是NOx 的转换效率会降低很多。
在这种情况下，需要使用选择性催化还原（SCR）装置将其去除。
氧化催化剂的工作温度与三元催化剂基本相同，但是在使用SCR装置时，需要将尾气温度降低到300度到400度的工作区间（汽油机尾气温度在400度到900度），同时将空燃比λ值升高到1.5以上，以优化SCR的转换效率。
2.2 系统构成图2. 汽油发动机台架的尾气处理系统2.2.1 三元催化（TWC）正常工作条件下，汽油发动机排出的尾气空燃比λ控制在0.97到1.03的区间内，这时，三元催化工作，将发动机排出的NOx，CO，以及HC等成分去除。
2.2.2 氧化催化剂DOC当发动机过度富燃时，氮氧传感器NOx1检测到λ值小于0.97（氮氧传感器的前级是个λ传感器）。
这时，尾气中会存在大量未燃的HC和CO. 启动风扇，并打开阀门V1控制新鲜空气的流量，使得λ值超过1.5以上，从而启动DOC，将HC和CO等成分氧化掉。
机动车后处理系统快速老化技术研究
( ＤＯＣꎬ 净化排气中 ＨＣｓ、 ＣＯ) 、 选择性催化还原 反应器 ( ＳＣＲꎬ 净化排气中 ＮＯｘ ) 、 柴油机颗粒过 滤器 ( ＤＰＦꎬ 净化排气中颗粒物 ＰＭ) ꎬ 将作为标配 部件应用于机动车的尾气后处理ꎮ 安装有后处理装 置的机动车将被强制要求在全生命周期内都必须满 足相应排放法规ꎮ 如国 ６ａ 法规要求轻 型 车 辆 在 １６０ ０００ ｋｍ 内排放须达标ꎬ 国 ６ｂ 法规进一步要求 为 ２００ ０００ ｋｍ[１] ꎻ 而重型车辆则被要求在 ７００ ０００ ｋｍ 内排放必须达标[２] ꎮ 排放法规对后处理装置的 耐久性提出了很高的要求ꎮ
０ 引 言
发动机排放的一次颗粒物 ( ＰＭ) 、 氮氧化物 ( ＮＯｘ) 、 碳氢化合物 ( ＨＣｓ) 等污染物在大气中会 演变成 ＰＭ２. ５ 颗粒物ꎮ 在北京、 上海等大城市ꎬ 机动 车 发 动 机 排 放 对 大 气 ＰＭ２. ５ 的 贡 献 率 超 过 ２０％ ꎮ 为了满足日益严格的排放法规ꎬ 汽油机后处 理装置ꎬ 如三效催化器 ( ＴＷＣꎬ 净化排气中 ＨＣ、 ＮＯｘ、 ＣＯ) 、 汽油机颗粒过滤器 ( ＧＰＦꎬ 净化尾气 中 ＰＭ) ꎻ 柴油装置的核心是催化剂ꎬ 但催化剂在运行 过程中会逐渐老化 ( 热老化、 磨损、 中毒、 开裂 等)ꎬ 导致后处理装置效率逐渐降低ꎮ 因此ꎬ 提高 机动车后处理装置耐久性的关键是提高催化剂老化 后的性能ꎬ 保证其在全生命周期内的催化转换效率 能满足法规要求ꎮ
在机动车后处理装置批量生产之前对其耐久 性ꎬ 即催化剂老化性能进行测试是必须的ꎮ 老化测 试是对催化剂进行一定时间或里程的老化试验后测 试其催化转化效率ꎮ 根据法规ꎬ 车用柴油机后处理 装置老化试验要求后处理装置在发动机台架上经历 几万小时台架老化试验ꎬ 或整车车队进行几十万公 里的道路老化试验ꎬ 这须要耗费巨大的人力、 物力 和财力ꎮ 因此ꎬ 研发快速、 低成本的发动机后处理 装置老化技术ꎬ 并对催化剂老化后性能进行测试ꎬ 验证其在全生命周期内是否能达到排放法规要求ꎬ 对发动机后处理行业具有重大意义ꎮ
汽油发动机台架的尾气排放处理方案TWC、DPF、DOC、SCR
汽油发动机台架的尾气排放处理方案TWC\DPF\DOC\ＳＣR一、汽油发动机的尾气处理系统一般地,汽油发动机的尾气处理系统由三元催化来完成。
三元催化是一种氧化催化剂,在富氧燃烧的条件下（λ在1．0附近）,如图１所示,可以将尾气中的一氧化碳(ＣO),碳氢(ＨC)，和氮氧化合物(ＮOx)同时除去。
图1.一个典型三元催化剂中转换效率与空燃比的关系二、汽油发动机台架的尾气处理系统2．1 尾气处理方式如果发动机在台架内正常运转,λ值控制在窗口范围内,三元催化就能完成尾气处理的功能。
但是台架中的发动机由于处于测试状态,很可能不能对λ值进行有效控制，或者催化剂本身工作不正常。
在这种情况下，就要对发动机尾气进行特殊处理。
发动机工作不正常表现在或者过于富燃（λ>1.03），或者过于稀燃(λ<0.97)。
在发动机过于富燃时,如图1所示,NOx的转换效率会很高,但ＨC与ＣO的转换效率下降。
这时,三元催化本身不能完成对HC和CＯ的转换，需要对尾气掺氧,然后使用氧化催化剂将其去除。
当发动机过于稀燃时，ＨＣ和CO的转换效率会很高，但是ＮＯx的转换效率会降低很多。
在这种情况下,需要使用选择性催化还原（SCR）装置将其去除。
氧化催化剂的工作温度与三元催化剂基本相同，但是在使用SＣR装置时，需要将尾气温度降低到30０度到４00度的工作区间（汽油机尾气温度在40０度到900度）,同时将空燃比λ值升高到1．5以上，以优化SCＲ的转换效率。
2.2 系统构成图２. 汽油发动机台架的尾气处理系统2.2.1三元催化(TＷＣ)正常工作条件下,汽油发动机排出的尾气空燃比λ控制在０.９7到1.03的区间内，这时,三元催化工作，将发动机排出的NＯx，ＣO，以及HC等成分去除。
2．2.2 氧化催化剂DＯC当发动机过度富燃时，氮氧传感器NＯx1检测到λ值小于０.9７(氮氧传感器的前级是个λ传感器）。
这时,尾气中会存在大量未燃的HC和CO. 启动风扇,并打开阀门V1控制新鲜空气的流量，使得λ值超过１.5以上,从而启动DOC，将HＣ和CO等成分氧化掉。
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汽油发动机台架的尾气排放处理方案TWC\D PF\DOC\SCR一、汽油发动机的尾气处理系统 一般地，汽油发动机的尾气处理系统由三元催化来完成。
三元催化是一种氧化催化 剂，在富氧燃烧的条件下（ 在1.0附近），如图1所示，可以将尾气中的一氧化碳（CO ，碳氢（HC ），和氮氧化合物（NOx ）同时除去。
二、汽油发动机台架的尾气处理系统2.1尾气处理方式如果发动机在台架内正常运转， 值控制在窗口范围内，三元催化就能完成尾气处理的功能。
但是台架中的发动机由于处于测试状态，很可能不能对 值进行有效控制，或者催化剂本身工作不正常。
在这种情况下，就要对发动机尾气进行特殊处理。
发动机工作 不正常表现在或者过于富燃（ ），或者过于稀燃（ 在发动机过于富燃时，如图1所示，NOx 的转换效率会很高，但HC 与CO 的转换 效率下降。
这时，三元催化本身不能完成对 HC 和CO 的转换，需要对尾气掺氧，然后使 用氧化催化剂将其去除。
当发动机过于稀燃时， HC 和CO 的转换效率会很高，但是NOx 的转换效率会降低很多。
在这种情况下，需要使用选择性催化还原（ SCR 装置将其去 除。
氧化催化剂的工作温度与三元催化剂基本相同，但是在使用 SCR 装置时，需要将 尾气温度）。
0.9 097 10 1'03 11Air/Fuel Ratio （Lambda ）'图1. 一个典型三元催化剂中转换效率与空燃比的关系%- AQU①一9上山co-降低到300度到400度的工作区间（汽油机尾气温度在400度到900度），同时将空燃比值升高到1.5以上，以优化SCR勺转换效率。
2.2系统构成图2.汽油发动机台架的尾气处理系统2.2.1三元催化（TWC）正常工作条件下，汽油发动机排出的尾气空燃比控制在0.97到1.03的区间内,这时，三元催化工作，将发动机排出的NOx, CO,以及HC等成分去除。
222氧化催化剂DOC当发动机过度富燃时，氮氧传感器N0x1检测到值小于0.97 （氮氧传感器的前级是个传感器）。
这时，尾气中会存在大量未燃的HC和CO.启动风扇，并打开阀门V1控制新鲜空气的流量，使得值超过1.5以上，从而启动DOC,将HC和CO等成分氧化掉。
2.2.3选择性催化还原（SCR当发动机过度稀燃时，氮氧传感器NOx1检测到氮氧排放超标（同时值大于1.03）。
这时，风扇启动，并打开阀门V2控制新鲜空气的流量，使得T2读值小于400度并且大于300度，同时根据尾气流量和NOx1读值喷射尿素，通过SCR去除尾气中的NOx.SCR崔化剂包括了SCR和AMOX两部分。
SCR勺工作原理：尿素水解为氨气（尿素喷射系统）（NH2）2CO+HOT2NH3+CQSCF后处理反应：（SCR催化转化器）NO+NQ+2NH3T 2N2+3H2O4NO+Q+4NH3T 4N2+6H2O2NO2+O2+4NH3T 3N2+6H2O224系统功能的检测在台架尾气处理系统中，需要实时地对尾气处理系统的功能和效能进行检测，当检 测到异常时需要报警，然后对异常进行处理。
尾气处理系统的功能检测包括三部分：1. 传感器和执行器自身功能检测在尾气处理系统中，当传感器（温度传感器，流量传感器，和 NOx 传感器等）和执行器（风机控制器，阀组控制，和尿素/还原剂计量喷射装置等）本身发生故障时，需要将故 障在控制柜显示屏上显示出来，并产生警报信号。
当故障排除后，要能够自动将故障信号 清除。
2. 催化剂效率检测尾气处理系统还要对催化剂的效率进行检测。
当发现效率异常时，要在控制柜显示屏上显 示出来，并产生报警信号。
当故障排除后，要能够通过控制柜的操作将故障信号清除。
3. 还原剂品质检测在SCF 系统中，还原剂品质对于 SCF 系统的可靠性和转换效率有很重要的影响。
尾气处 理系统需要对还原剂的品质进行监测，发现品质问题后，要在控制柜显示屏上显示出来， 并立即停止在SCF 系统中喷射。
当故障排除后，要能够自动将故障信号清除。
除了功能检测以外，尾气处理系统还需要进行效能检测。
效能检测主要通过 NOx2（见图2）传感器来进行，利用 NOx2传感器的Lambda 和氮氧值以及尾气流量值计算出 尾气的排放量，并在控制柜中显示屏上显示出来。
当效能出现问题时，要能够发送出提示 报警信号。
2.4.1、采用DPF 技术去除碳烟在本方案柴油机系统中，我们选择颗粒捕捉器（DPF 作为脱碳烟装置。
DPF 采用壁 流式结构，可以广谱地去除碳烟颗粒。
本系统中，可选装增温系统（燃烧器），对 DPF 的再生处理，可根据DPF 背压提示进行拆卸，手动清理，或通过离线的燃烧器进行维修再生。
如果选装在线式增温系统，在 DPF 背压过高时，可对尾气加温通过燃烧器来自动实现运行再生的，则整个系统运行中不 需要更换部件。
根据目前现场的条件，可以设置移动式增温（燃烧器）系统，配置移动式消防措施， 保证消防安全的同时，又可以在不需要拆卸后处理单元情况下实现 DPF 再生。
2.4.2 DPF 系统的再生控制DPF 系统的再生控制分为两个部分，一是碳烟的估测和再生触发，二是再生的温度控 制。
在我们的系统中，碳烟的估测是通过测量 DPF 两端的相对压力来实现的。
当碳烟积 累量升高的时候，DPF 两端的相对压力也会随之升高。
当这个相对压力超过一定值的时 候，就会需要再生过程。
4怙 * 6H,0 7h(i + UHiQ2.5 尿素结晶问题SCR 系统中存在尿素的结晶问题，尤其是在尾气温度较低并且控制系统特性不佳的情 况下。
对于这个问题，在本系统中，我们采用了 ADAMS 高雾化（SMD 56微米）喷射系统（Bosch DeNOx 2.2勺SMD 是75微米）和特殊实际的多功能分解管。
同时，我们还对 结晶进行检测，在出现结晶的时候，系统提醒启动尾气加温功能或离线处理，对尿素结晶 进行高温清除。
2.5 .1SCF 前后需要有防爆泄爆及报警装置2.5.2 燃油泄露的报警燃料泄露的报警由NOx 传感器中的氧气浓度检测和 DOC 两端的温度差共同来检测。
氧气浓度检测NOx 传感器中的氧气浓度检测可以测出尾气中的氧含量。
当有天然气泄漏的时候，即 使天然气没有燃烧，由于传感器的特殊结构，也会检测到氧气浓度的降低。
当检测到的氧 气浓度低到一定值的时候，会触发一个报警。
2.5.3 增温单元在以下几种情况下会启动：情况1: DPF 脱碳再生。
一个分支的DPF 控制器检测到该分支碳沉积量过高时，会触发一 个DPF 再生过程。
在此过程中，增温单元的作用是产生高温燃气将 DPF 中的空气温度控 制在525-575° C,以去除DPF 中的碳烟。
DPF 再生可以在发动机运转的时候进行（运行 再生），也可以停机后运行（服务再生）。
两种再生方式都是自动完成的，中间不需要人 工介入。
情况2: DOC/DPF 的脱硫再生。
当DOC 效率显著降低时，会触发一个脱硫再生。
在这个 再生过程中，增温单元的作用是产生高温燃气将 DPF 中的空气温度控制在600 - 650° C, 以去除系统中的硫化物。
脱硫再生也是一个自动过程，可以在发动机运转的时候进行，也 可以停机后运行。
三、汽油和汽柴油混用系统的设计:根据交流，目前 #3号试验室会存在汽、柴油试验混用的需求；如前所述，#3 试验室 柴油机尾气会切换入 #4 试验室的柴油尾气后处理，而汽油机尾气后处理，则采用三元催 化器进行处理:#1和#2为单纯汽油机测试台架，尾气后处理采用三元催化器进行处理后进入排烟主 管道。
风险提示：三元催化器有效工作需在较窄的空燃比范围内（即当量燃烧）情况下，一 般而言，三元催化器有效工作区间为空燃比 0.97~1.03之间；如果台架试验，需对发动机 做一些喷油量或进气量标定而改变空燃比超出一定范围（混合气过浓或过稀）时，三元催 化器将失去应有作用而导致caialysi suipporte<l on aceramic bloc OUT* G03 阿2INCOC.H NO,尾气浓度超标。
本方案中，设计了在线式氧传感器、以及电动补气阀，可在氧浓度不足时及时补充所需氧气，从而使空燃比达到三元催化器有效工作区间；但如果氧浓度本身已经过高，则本系统将出现三元催化器失去应有效应、从而尾气排放超标的风险。
四、主控系统针对现场所有试验室均增加尾气后处理系统，可以增加一套上位机主控系统：每间试验室尾排系统采取闭环控制独立控制系统，同时，在观察间内适当位置设置一上位机集中控制单元，并配备10寸彩色显示屏，用于显示各台架的后处理装置的运行情况，包括催化剂前后的NOX值、催化剂前后压差、排气流量、NOX排放浓度（ppm）及速率（kg/h）、尿素消耗量（g/s）;显示主烟道（导流风机前）的NOX排放情况，包括总NOX实时排放速率（kg/h）、总NOX累计排放量（kg）、尿素累计消耗量（kg）等。
集中控制单元配备报警系统，监控各台架尾气后处理装置运行情况、催化剂差压、尿素液位等，及时报警。
同时，集中控制单元与客户测试信息管理系统实现通讯，并可实现在客户管理系统查询各台架相关尾气排放数据。
尿素储液罐设置尿素液位传感器，将外部尿素液位信息实时的呈现在控制室显示器上，当低于预警值时报警提示技术人员添加尿素，液位升高至预警值以上时停止报警或手动关闭报警。
整套电路设置短路、过载、断相、保护。
断路器、热继电器、接触器等故障信号需接入PLC对于电机配置异常故障显示及报警灯。
该控制系统采用分布式控制集中监控的运行模式，以提高设备的可操作性、可靠性和稳定性。
本系统远程设有良好的人机交互界面和数据采集交换中心，现场设置分布式I/O系统。