EGR与SCR系统简介
EGR、SCR简介
总第62期(专题资料内部参阅) 2009年9月9日第 14 期● 跟踪对手动向●传递行业要闻●探析市场走势● 服务产品研发●本 期 要 目⊙市 场 研 究●商用车市场加速回暖⊙对 手 跟 踪● 德龙重卡在湖南长沙下线● 上汽商用车欲进入第一阵营● 中国重汽中期净利骤降52%● 江淮携手外资进军重卡市场● 一汽与通用合谋轻卡老大⊙行 业 动 向● 召回制度范围扩及卡车● 重卡关键技术被外商扼住咽喉● 我国重型车欧Ⅳ/Ⅴ技术路线的选择商用车市场加速回暖据中汽协会公布的最新数据，上半年乃至前7个月，商用车市场回暖迹象明显弱于乘用车。
但从8月份表现来看，商用车市场也在加速回暖。
8月份，商用车主要品种中，与上月相比，除客车非完整车辆有所下降外，其它品种产销均呈不同程度增长，其中客车增速居前；与上年同期相比，商用车各品种增长明显，半挂牵引车增速最快。
（摘自2009-09-11南方网） 中国重汽中期净利骤降52% 中国重汽近日发布公告称，受重卡销量下降的影响，该公司上半年净利润同比下降超过五成。
中报显示，上半年实现营业收入109.45亿元，同比下降15.57%。
受金融危机影响，加上行业竞争加剧，该公司产品整体毛利率为5.89%，比上年同期下降4.02个百分点。
（2009年08月25日第一财经日报）德龙重卡在湖南长沙下线据湖南日报日前报道，陕汽集团长沙环通汽车公司生产的第一辆“湖南造”陕汽德龙重卡8月29日驶下生产线。
据悉，陕汽集团将在一期工程投资6亿元的基础上，追加10亿元投资，将“陕汽环通”打造成陕汽集团长江以南最大的重卡生产、销售、配送基地。
于2008年4月开工的陕汽环通公司，由陕汽集团提供资金、技术、品牌和营销网络，长沙环通机械实业有限公司提供土地、厂房、熟练技术工人以及零配件产品。
今年8月初，占地205亩的一期工程宣告竣工，共建成2条专用车和特种车生产线、1条机加工生产线和1条检测线。
据了解，载重量达12吨的陕汽德龙重卡，在长沙县本地的配套率占30%以上。
汽车EGR、SCR两种技术路线的异同
汽车EGR、SCR两种技术路线的异同
汽车EGR、SCR两种技术路线的比较
两种技术路线的比较
1.选择性催化还原SCR
SCR系统通过机内净化降低PM 排放，然后利用SCR 系统降低NOX 排放。
2.废气再循环EGR
EGR系统通过EGR 将NOX 排放降低到标准要求以下，通过DOC （柴油氧化催化剂）或者DOC+DPF（颗粒捕捉器）将TPM（总颗粒物）降低到排放标准以下。
EGR 系统有以下几种形式：
（1）EGR+DOC：通过EGR 降低NOX 排放，同时大幅提高喷油压力并增加DOC以降低TPM 排放。
斯堪尼亚在EGR 基础上，在机内系统采用了同康明斯联合研发的XPI（超高压燃油喷射系统，不同我们之前讨论的三大主流主机技术），喷油压力增加到220MPa 以上，再加上DOC，实现了欧Ⅳ排放。
可见该路径需要较高的喷油压力，并不适用于之前讨论的主流主机技术。
（2）EGR+DOC+DPF：根据过滤器再生方式不同，又分为主动再生型和被动再生型，目前欧美都以主动再生以技术为主。
被动再生技术曾广泛用于欧美在用车改造，但由于被动再生需要低硫燃油，同时受发动机工况、负载以及排温的影响，所以在安装被动再生系统前一要
1/ 6。
SCR？EGR？欧洲卡车制造商排放系统一览
SCR？EGR？欧洲卡车制造商排放系统一览类型：原创来源：卡车之家作者：520scania 责任编辑：薛文祥发布时间：2009年09月21日【卡车之家原创】在环保法规日益严格的今天，卡车废气排放越来越受到人们的重视，而作为汽车发源地的欧洲，对卡车排放的要求相当苛刻。
为了达到现行的欧洲5号排放标准，各个厂家都在发动机上做文章，EGR和SCR便成了满足排放要求最显著的手段。
对于中国卡车业来说，EGR相当熟悉，而SCR却很是陌生，有必要做一个简单的解释。
EGR：是英文“exhaust gas recirculation ”的缩写，中文名称为发动机废气再循环。
图为EGR+DPF系统图原理为少部分废气经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，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。
但过度的废气参与再循环，将会影响发动机的动力性，特别是在发动机怠速、低速、小负荷及冷机时，再循环的废气会明显地影响发动机性能。
SCR：是英文“Selective catalytic reduction”的缩写，中文名称为选择性催化还原。
图为SCR系统图原理为发动机燃烧后的废气利用氨（NH3）对NOx还原功能，将尿素喷入排气管的催化反应器中，利用催化剂作用将NOx还原为对大气没有影响的氮气和水。
“选择性”的意思是指氨有选择的进行还原反应，在这里只选择NOx还原。
但此技术需要更高的发动机燃烧温度，氮氧化物需要催化器来实现催化还原。
下面将欧洲制造商主力重卡发动机对应欧洲5号排放要求做一个简单归纳：由此可以看出欧洲制造商只剩下曼和斯堪尼亚公司采用EGR系统，但大排量发动机依然采用SCR系统。
从使用成本来看，使用EGR 发动机油耗会有一定程度上的增加，与EGR相比，SCR发动机的燃料利用率提高3%左右，但SCR发动机需要加注尿素作为催化剂，也需要一定的开销，但尿素的价格相对便宜，由此可见当技术成熟时，SCR的使用成本比EGR要低。
SCR技术详解
SCR技术详解工信部2014年第27号公告，适用于国三柴油车产品《公告》将于2014年12月31日全部废止，2015年1月1日起国三柴油车产品将不得销售。
尽管目前国四尚未全面推行，但是目前已经有不少地方已经开始执行国四标准，可以说国四标准随着趋势在不可挡地持续推行着。
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。
SCR系统主要由车用尿素罐、SCR催化器、尿素计量模块、传感器等组成，SCR技术结构简单，只需在发动机的基础上建立，需要增加一套尿素还原剂的系统，并且需要定期添加尿素水溶液。
SCR系统原理由于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，SCR采用废气减少NOX产生的环境，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，其运行过程如图所示，尾气从涡轮出来后进入排气管，排气管上安装有尿素计量喷射装置，喷入尿素水溶液，尿素溶液和尾气中的氮氧化合物在SCR反应罐中发生氧化还原反应，生成氮气和水排出车外。
SCR系统图SCR系统结构对于国内的重卡，新增加后处理和排放诊断功能，是国三升级到国四车型的典型技术特征。
因此，国四SCR车型必有电控发动机+后处理系统+OBD诊断系统。
平时，可以从车型外观和发动机铭牌信息，快速识别出一款国四车型。
SCR系统主要有车用尿素罐、SCR催化器、尿素计量模块、传感器等组成。
其中，SCR催化器与排气管消音器集成为一体，因此SCR 后处理器最容易一眼辨别的就是它有尿素罐。
国内尿素罐基本都是独立放置在车架侧面，如下图所示。
国外尿素罐的布置，分为独立式和集成式两种。
SCR技术与EGR技术哪个更优越
SCR技术与EGR技术哪个更优越－－两种实现欧Ⅳ排放的技术比较在环保、节能的大趋势下，我国卡车工业正面临三个转型期：2007年实现欧Ⅲ排放标准是近阶段的实际挑战；2010年实现欧Ⅳ排放标准是长期目标；而2012～2013年是否实现欧Ⅴ排放标准还处于讨论之中。
目前，我国卡车发动机业内，在实现欧Ⅱ向欧Ⅲ的提升过程中，基本是通过在欧Ⅱ发动机基础之上进行技术改进达到欧Ⅲ，如通过加强中冷以冷却进气温度来降低氮氧化物排放；更换欧Ⅱ发动机的机械喷射系统为电控高压喷射系统，通过电控技术实现各操作点的优化，降低氮氧化物和颗粒物的排放，并以较高的压力进一步降低颗粒物的排放；增高峰值点火压力改进发动机效率等。
业内专家表示，我国卡车发动机实现欧Ⅱ到欧Ⅲ的提升基本问题不大，但要实现从欧Ⅲ向欧Ⅳ，甚至欧V标准演进，需要我国卡车发动机业再上一个更高的台阶。
目前，业内讨论比较多的两种实现欧Ⅳ排放的技术是装有柴油微粒过滤器（DPF）的废气再回收装置(EGR)和选择性催化还原技术(SCR)。
这两者孰优孰劣，请看以下对这两种技术的说明和比较。
EGR系统的原理及特点废气再回收装置(EGR)通过将废气在EGR冷却器中冷却后混入进气中（总的废气流量由EGR阀门控制），降低了缸内的氧气浓度和燃烧过程中气体的最高温度，同时降低了氮氧化物的排放。
另一方面，缸内较低的氧气浓度将会增加颗粒物的排放，需要通过DPF来降低。
DPF的基质由多孔材料组成，可以是陶瓷也可以是金属。
它由很多管道组成，这些管道的入口和出口之一是封闭的，废气在进入口封闭的管道之后必须通过蜂窝状的管壁进入相邻的只有出口开放的管道。
当穿过管壁的时候，颗粒物会从排气气流中分离出来并在管壁上堆积。
过滤的效率在８０％～９０％，这取决于过滤器的材料和系统布局。
这些沉积在过滤器上的颗粒物如果不通过过滤器再生清除的话，最后过滤器就会被阻塞。
如果发动机在大负荷下运转，废气的温度就足以燃烧这些颗粒物。
SCR系统
利用STAR-CD对重型柴油机SCR系统进行布置优化图1 SCR系统原理图尿素选择性催化还原系统（SCR）是未来降低重型柴油机的NOX排放的一种有效方式。
利用计算流体力学软件STAR-CD来模拟混和管中尿素水溶液的喷雾情况，通过计算优化排气管道形状以及喷射位置和喷射角度，避免尿素水溶液撞壁出现沉积，堵塞管路。
20世纪90年代以来，世界各国对发动机排放法规的不断严格，大大推动了发动机技术的发展。
我国从2008年7月１日起全面实施国Ⅲ排放法规，2010年1月1日将要实施国Ⅳ排放法规。
目前，国内的几家大型柴油机厂大都通过机内净化降低碳烟，然后利用SCR系统降低NOX排放的方法来满足国Ⅳ排放法规对碳烟和NOX的限制。
图2 SCR系统网格和边界条件位置图SCR系统包括：尿素水溶液储罐、输送装置、计量装置、喷射装置、催化器以及温度和排气传感器等。
系统的基本工作原理是（见图1）：尾气从涡轮出来后进入排气混和管，在混和管上安装有尿素计量喷射装置，喷入尿素水溶液，尿素在高温下发生水解和热解反应后生成NH3，在SCR系统催化剂表面利用NH3还原NOX，排出N2，多余的NH3也被还原为N2，防止泄漏。
一般情况下，消耗100L燃油的同时会消耗5L液体尿素水溶液。
在SCR中发生的化学反应如下：尿素水解：（NH2）2CO+H2O→2NH3+CO2NOX还原：NO+NO2+2NH3→2N2+3H2ONH3氧化：4NH3＋3O2→2N2＋6H2O在SCR系统中发生的复杂的物理和化学反应包括：尿素水溶液的喷射、雾化、蒸发、尿素的水解和热解气相化学反应以及NOX在催化剂表面与NH3发生的催化表面化学反应。
利用数值模拟研究这些过程，可以优化混和管路的设计和尿素喷射装置的布置，从而优化SCR系统的布置，预测催化效率，减少试验成本。
图3 在某一位置不同的喷射方向本文介绍了在某重型国Ⅳ柴油机的开发过程中，利用CFD工具对管道的几何形状、尿素喷射装置的位置及喷射角度进行优化设计，从而保证在混和管路不出现粒子撞壁后的结晶。
EGR与SCR系统简介
<编号>
部件组成-DOC氧化催化转换器
EGR系统
氧化催化转化器可以降低碳氢、一氧化碳以及部分微粒 氧催化转化器是一个圆筒形的陶瓷载体，中间有许多细长的通道，可以大大增加陶瓷载体内部的表面积 活性催化材料是用真空金属化的方法加到陶瓷表面的，有害物质与催化材料接触时就会被转化 利用发动机尾气热量加热陶瓷体表面的催化剂到足够温度, 有效降低尾气中可分解有机颗粒 > 90 %未燃烧或部分燃烧的HC被转化成水蒸气和CO2，有害的CO被转化成CO2.
什么是NOX
柴油机主要污染物
<编号>
包括NO和NO2NO－无色气体NO2－黄褐色气体由氮气与氧气在一定条件下反应生成(例如燃烧)。产生条件：高温富氧足够的反应时间主要产生于柴油机高负荷工况在阳光下与碳氢化合物反应形成构成光化学烟雾最直接的方式是降低缸内燃烧温度
什么是PM
柴油机主要污染物
<编号>
排气经稀释后通过过滤器所收集到的所有沉积物。主要成分包括碳颗粒, 燃油与机油中的重碳氢, 硫酸盐, 硝酸盐及灰分产生条件低温缺氧燃烧不完全主要发生在发动机低负荷，冷启动状态时柴油机产生的颗粒物都是PM2.5 最直接的方式是提高喷射压力和提高缸内温度来控制PM的排放量
以上图片仅供参考
<编号>
部件组成-EGR控制阀
EGR系统
常见的EGR控制阀由发动机电脑控制,接收来自发动机电脑的直流电源 常见的EGR控制阀内为常闭阀 常见的EGR控制阀使用内部电机，克服弹簧力打开 常见的EGR控制阀内部有位置传感器用于指示位置 不要施加外力来开关提升阀。 不可维修。EGR控制阀总成不可解体
<编号>
部件组成-DPF颗粒捕捉器
SCR简介
SCR简介SCR是Selective(选择性)、Catalytic(催化)、Reduction(还原)的英文缩写。
其他排气后处理主要有非选择催化还原、NOx吸附转化器、氧化催化器、微粒捕集器等。
各优缺点如下：此外与美国减排路线相比，我们选择SCR的决定因素如下：1、我国能源资源有限，50%以上依赖进口。
SCR技术比EGR技术节油5%~7%。
2、我国目前连有水平不高，硫含量在250ppm 以上。
EGR要求含硫量在50ppm以下。
3、SCR技术有达到国IV以上的排放标准潜力。
国IV机型和国V机型可选用同一发动机技术平台因此，SCR技术是我国柴油机实现国IV、国V标准的最佳选择。
一、SCR设计目标:1、基本控制目标减少NOx排放50%以上氨气泄露控制在10ppm以下2、控制对象尿素供给量控制辅助空气供给量控制二、工作原理该系统运用选择性催化还原反应解决尾气中NOx问题1、反应利用还原剂NH3和NOx进行反应，将NOx还原成N2和H2O；NO + NO2 + 2NH3 →2N2 + 3H2O4NO +O2 + 4NH3 →4N2 + 6H2O2NO2 + O2 + 4NH3 → 3N2 + 6H2OSCR系统目前采用的还原剂是32.5%的尿素溶液。
尿素NH2CONH2加H2O后在高温下分解成NH3 和CO2：NH2CONH2 + H2O →2 NH3 + CO2反应中，尿素喷射进入尾气管中在高温条件下，不断分解出氨气，供给还原反应。
2、NOx转化率的影响因素㈠催化剂V2O5/TiO2基金属氧化物型催化剂具有价格低、脱硝效率高、选择性强、较宽的活性温度窗口(260~425℃)、抗中毒能力强、运行稳定可靠等优点。
㈡温度和气流速度（接触时间）气体流速的影响（单位时间单位体积催化剂处理的气体量）NOx的转化效率随接触时间的增加而增加㈢NH3/NOx摩尔比可见在比例1.0到1.2时，转化效率较高，而氨气泄露比例较低。
SCR和EGR
SCR系统通过还原剂把氮氧化物转化为N2和O2，一般是选择尿素水溶液作为还原剂。
尿素水溶液喷射到催化剂逆流方向的排气管中，在废气温度和气流作用下气化分解为CO2和氨水，氨水作为还原剂将NOx还原为无污染的氮气和水。
SCR降低氮氧化物催化反应式(T>160°C) :H2N-CO-NH2 + H2O -> 2 NH3 + CO2NOx 反应式:4 NO + 4 NH3 + O2-> 4 N2 + 6 H2O6 NO2 + 8 NH3 ->7 N2 + 12 H2OSCR 的一个最大的特点是发动机的内部燃烧允许最大优化方案，就是说尽可能的让柴油在较高温度下富氧充分燃烧，这样产生的NO X虽然含量较高但是PM的含量会较大幅度的降低，通过SCR的催化还原效应，可以使尾气的NO2含量大幅度降低（减少温室效应）。
选择性催化还原的效率取决于气体温度：如果在200-500°C 的温度范围内工作，氮氧化合物到氮和水的转化率可达85%，这种条件基本上就是实际车辆运行的条件通过内部优化燃烧，燃油所含的硫只有极少部分转化为微粒，典型的转化率是1.5%。
即使含硫量为350ppm 时（即欧III 燃油），也能够满足欧IV/V 微粒排放限值这意味着，在市场推广阶段，如果欧IV 燃油供应未能覆盖全国时，这种车辆也可以行驶于城市之间和国家之间。
为了早日与世界接轨，我国正积极地实施更为严格的排放法规，特别是制定了中重型柴油车的排放标准，其实施步骤是：2007年初引进欧Ⅲ标准，2010年引进欧Ⅳ标准，至于欧Ⅴ标准何时引进还未确定。
目前国内采用的降低排放的主要措施是在发动机方面提高燃油的喷射压力（高压共轨、泵喷嘴、单体泵）、增压中冷、改进燃烧室形状(活塞凹腔形状)，采用废气再循环(EGR)等。
为了适应新短期排放法规，又需要增加了DOC氧化催化转换器以降低PM的排放。
为了适应更加严格的新长期排放法规还必须采用尿素SCR(Selective Catalytic Reduction)即选择还原型NOx催化转换器以降低NOx排放，并且采用柴油微粒捕集器(DPF，Diesel Particulate Filter)以减少PM排放。
卡车尾气后处理装置概述
当我们还在畅想蓝天时，其实抬头望望只是一片灰蒙，故事里永远是美好的，现实却是不折不扣的残酷。
随着人们对于环境关注度日益加大，国内与国际上对排放的标准也日趋严格，暂且不说两者有多少差距，但至少都是向前发展。
不同车厂对尾气的处理也是竭尽所能，刚刚过去的IAA车展上随着欧6发动机的大规模推出，尾气处理技术的混合搭配已经到了炉火纯青的地步，而今天小编就跟大家好好聊聊这其中一些技术名词。
●SCR 选择性还原系统首先涉及到尾气后处理技术，其实时下有很多，但最主要的无非是两大类。
其一就是大名鼎鼎的SCR（Selective Catalyst Reduction）选择性还原系统，也就是咱们常说的尿素还原装置。
柴油机排放的污染主要是PM微粒与NOx氮氧化物，尿素-SCR选择还原法是利用氨（NH3）对NOx还原功能，在320-400°C时将其转为氮气和水，它能够将发动机排放的NOx减少50%以上。
作为时下欧洲流行的排放处理系统，其缺点也相当明显。
首先是初期成本过高，SCR系统需求尿素喷射装置以及全新的车载诊断系统（OBD），当NOx转化率＞65%时，需求的最低排放温度必须在250°C以上，而排放温度过低就会影响其转化率。
控制策略复杂也是其缺点之一。
此外SCR的衍生种类也有两种，一种为NSCR，翻译成中文就是非选择性还原，言下之意这系统不具有选择性，因此需要大量还原剂。
●EGR 废气循环系统另外在美国，车企主要推广EGR（Exhaust Gas Recirculation）废气再循环系统，目前EGR也是公认的有效降低NOx氮氧化物措施之一。
通过将废气与新鲜混合气体混合，使气缸内的燃烧温度较低，并且将混合气体稀释从而达到降低NOx的生成，EGR是从NOx源头上主动抑制其产生的系统。
虽然EGR相比于SCR在初期成本低，但是在使用过程中EGR率过高会造成一氧化氮CO 与HC的升高，会造成发动机的油耗增加后期经济性不高。
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。
国五时代EGR、SCR、DPF、DOC、POC，这些都是啥意思？
国五时代EGR、SCR、DPF、DOC、POC，这些都是啥意思？2017年对于轻卡⾏业来说是变⾰的⼀年。
为全⾯实⾏国五排放标准，满⾜不断提升的汽车尾⽓排放标准，EGR、SCR、DPF、DOC等先进技术越来越多的应⽤在轻卡领域当中，但是，这⼀串⼉字母代表着什么意思，相信，很多司机朋友也是懵圈的。
对卡车柴油机⽽⾔，排放升级就是对发动机排放物的要求越来越严。
降低污染物，要么在源头减少产⽣，要么在末端处理，以此减少污染物的排放。
⼀骑绝尘尾⽓排放EGR与SCR两⼤排放控制技术路线⽬前在卡车上主要采⽤的有EGR与SCR两⼤技术路线。
SCR路线是在缸内减少颗粒物产⽣，在排⽓系统上加装附属部件，减少氮氧化物排放;EGR路线是在缸内部抑制氮氧化物产⽣，在排⽓系统上安装POC、DOC降低颗粒物排放。
EGR 废⽓再循环EGR即废⽓再循环系统，⼯作原理为⼀少部分发动机废⽓通过EGR阀进⼊⽓缸内与混合⽓燃烧，这样做的⽬的是降低燃烧时的⽓缸温度，另⼀⽅⾯是为了降低氧⽓含量。
SCR 选择性催化还原SCR为选择性催化还原技术，主要利⽤尿素为还原剂，在选择性催化剂的还原作⽤下，将尾⽓中的氮氧化物还原成氮⽓与⽔。
⽬前SCR技术在国产重卡上使⽤最多。
DPF 柴油颗粒过滤器DPF是安装在排⽓系统系统中，通过DPF能将尾⽓中的颗粒物过滤捕捉，可以减少尾⽓中的颗粒物。
通常过滤效果能达到70%-90%。
PM是啥?卡车尾⽓中的⿊烟就是PM。
POC 颗粒物催化氧化器POC是颗粒物催化氧化器。
⼯作原理就是把颗粒物抓起来，然后通过尾⽓的⾼温(250℃-500℃)燃烧掉，以达到降低颗粒物的⽬的。
POC在轻卡上使⽤较多。
另外，POC可主动再⽣，DPF需要⼈⼯⼲预。
DOC 柴油机氧化催化器DOC直译就是柴油机氧化催化器。
DOC⼀般以⾦属或陶瓷作为催化剂的载体。
当柴油机尾⽓通过催化剂时，碳氢化合物、⼀氧化碳等在较低的温度下可以很快地与尾⽓中的氧⽓进⾏化学反应，⽣成⽆污染的H2O和CO2。
柴油发动机尾气后处理技术(SCR)的应用
柴油发动机尾气后处理技术（SCR）的应用林晓周（华南理工大学机械与汽车工程学院11级车辆1班201130080454）摘要：随着柴油机排放法规的日益严格，后处理技术是满足欧IV及以上排放法规必须采用的技术措施。
2010年之后，国家计划三年内实施柴油车国Ⅳ标准，这对EGR技术提出了极大挑战。
EGR技术难以适应柴油车更加严格的排放要求，而SCR则能满足国Ⅳ及国Ⅴ排放标准，因此SCR技术成为了市场发展主流。
SCR 技术被称为目前比较流行和广泛的机外柴油机排放控制技术。
全称叫选择性催化还原技术，其转化器具有很强的选择性，主要是针对NOx的排放控制，其还原系统的还原剂可用各种氨类物质或者各种HC。
关键词：SCR、尾气后处理技术、柴油机、NOx1.EGR与SCR之争为了满足欧Ⅳ～欧Ⅵ排放法规，欧美中重型商用车及柴油机企业在尾气后处理方面，主要采用了两条排放控制技术路线。
其一是“优化燃烧+SCR”技术路线，简称SCR路线。
其基本工作原理是通过优化柴油发动机缸内燃烧过程，使燃烧废气中的一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）及颗粒（PM）等排放物得到有效控制并达到法规要求，最后对发动机排出尾气中含量较高的氦氧化物通过专门的车载后处理系统进行技术处理，以满足法规要求。
这一技术路线目前在欧洲占主流，欧洲长途载货车几乎全部采用这一方案。
其二是“EGR＋DOC/DPF/POC（废气再循环＋柴油氧化催化器/柴油颗粒过滤器/颗粒氧化催化器）”技术路线。
其中以“EGR＋DPF”应用最广泛，简称EGR路线。
EGR（废气再循环）技术，是将柴油机排气中的少部分废气经EGR阀进入进气系统，与混合气融合后进入气缸参与燃烧。
少部分废气进入气缸参与混合气的燃烧，降低了燃烧时气缸中的温度，因NOx是在高温富氧的条件下生成的，故对NOx进行了抑制，从而降低了废气中NOx的含量。
这一技术路线在北美市场占主流。
SCR技术是目前世界各国特别是欧盟各国普遍采用的控制柴油车尾气排放的一项成熟技术。
从研发生产和应用成本看SCR与EGR+的路线图
生产 过 程 中 ．还 需 要 对 配 套 供 应 链 进 行 子 控 制式 直 接 燃油 喷射 ，喷 油 压 力 可 达
重 新 整合 ．这 也 会 增 加 成 本 。
到１０ｂ ｒ ６ ０ ａ ．这 样 的 喷 油 系 统 同样 能 够
满足 欧 ｌ 、欧 Ｖ的 排 放 要 求 。 ｖ
后处 理 系统
城市 公交车也主要选择此方案 ）。 两 种 技 术 路 线 各 有 优 缺 点 ， 笔 者
在 近 期 发 表 的 “ Ｉ 及 之 后 中重 型 柴 油 欧 Ｖ
发 动 机 要 求 较 低 ， 所 以 ．从 这 一 方 面 标 定 策 略 和 方 法
看 ，两者 成 本 相 差不 大 。
对 发 动 机 原 始 排 的 标 定 工 作 国 １ 与 国 … 的标 定 策 略 相 同 ，只是 国 ｌ Ｖ Ｖ
氧 化 催 化 或 过 滤 捕 捉 ，这 一 技 术 路 线 ＥＧ Ｒ系 统 的 发 动 机 体 积 较 大 ． 但 是 的 尿 素 （ ＢＩ ｅ Ａｄ ｕ ）供 给 系 统 和 尿 素 喷
在 北 美 市 场 占 主 流 （ 洲 短 途 运 输 和 Ｓ 欧 ＣＲ发 动 机 对 封 装 要 求 较 高 ，而 ＥＧＲ 射控制系统。
Ｓ ＣＲ系 统 除 了 开 发 ＳＣ Ｒ净 化 技 术
通 过 喷油 提前 角的设 置和 轨压 的 调 节 ．可 以使 燃 烧 标 定 工 作 达 到 低 颗 粒
采 用 尿 素 溶 液 对 氮 氧 化 物 ＮＯｘ 行 选 外 ，还 增 加 了尿 素储 藏 容器 和 尿 素 喷 射 排 放 和 高 效 率 燃 烧 水 平 ，峰 值 燃 烧 压 力 进 择 性 催 化 还 原 这 一 技 术 路 线 在 欧 洲
SCR技术与EGR的区别
SCR（Selective Catalyst Reduction）：选择性催化还原系统。
柴油机所产生的微粒(PM)和氮氧化物(NOx)是排放中两种最主要的污染物。
从目前降低汽车尾气排放的技术途径来看，要达到欧Ⅳ排放标准，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降低污染物的排放量，而尿素-SCR 选择性催化还原法是最具现实意义的方法，它能把发动机尾气中的NOx减少50%以上。
SCR技术的优点：增加升功率降低热损耗(Low heat rejection)对比欧三产品，发动机结构没有改变对比欧三产品，燃油经济性得到改善机油更换周期更长（Low soot)尿素的成本低升级至欧五的能力首先说一下SCR(Selective Catalytic Reduction)，选择性催化还原系统，是一种把尿素作为添加剂的技术，但是缺点在于实现这种技术需要高的排放温度，进而就需要发动机的排量越大越好，最终导致的就是燃料的消耗。
在降低氮氧化物排放量上，SCR的有效性已经广为人知。
SCR则是通过将一种尿素水溶剂注入已加进SCR催化剂的废气中，来减少氮氧化物的排放。
虽然这种尿素溶剂必须储存在随车的容罐中，但对比其他技术，使用SCR有可能实现更高的燃油经济性以及较低的运行成本。
经证实，在不同的发动机工作环境下，SCR能降低氮氧化物排放65％～99％。
SCR技术已经在发电机组上运用达15年之久。
然而，作为车用的SCR技术必须实现更小的体积，更为持久耐用，并能满足不同卡车发动机的功能需求。
此外，设计系统时需要考虑防止未反应的氨气从排气管中排出，发生氨气泄漏。
EGR，废气再循环，发动机控制电脑即ECU根据发动机的转速、负荷(节气门开度)、温度、进气流量、排气温度控制电磁阀适时地打开，进气管真空度经电磁阀进入EGR阀真空膜室，膜片拉杆将EGR阀门打开，排气中的少部分废气经EGR阀进入进气系统，与混合气混合后进入气缸参与燃烧。
egr系统和scr系统是否需要窝里斗
EGR系统和SCR系统是否需要窝里斗EGR系统和SCR系统是否需要窝里斗？类型：转载来源：作者：齐兵责任编辑：李笛发布时间：2009年06月11日VOLVO公司早期的欧Ⅲ客车发动机（2003年左右）采用的是低压EGR系统即：经过尾气处理系统（类似DPF）处理的相对清洁的废气经过EGR阀控制回流到进气管，与新鲜空气混合经增压器的压气机增压后通过中冷器冷却降温再进入发动机，这种低压废气再循环系统，EGR工作温度相对控制性要好一些，因可以使EGR率更高一些，所以它可有效降NOX、PM，并与柴油机匹配能有效地发挥其功能。
但是VOLVO在长期的各种对比试验中发现：而同样面对重型柴油车排放问题的戴姆勒-克莱斯勒公司，在其对比中发现使用EGR系统的发动机和使用SCR系统的发动机在运行过程中会出现：而美国的康明斯公司认为，在使用超低硫清洁燃油的情况下，选用EGR系统对于长途运输汽车来讲是个最好的尾气处理解决办法，同样康明斯公司针对欧洲喜欢油耗低的客户也开发了SCR处理系统：美国康明斯客车EGR方案：这两种线路都是基于高压供轨喷射系统+VGT增压器+清洁柴油+尾气后处理设备的前提下进行的。
在美国和康明斯一起竞争重型卡车发动机的还有一家非常出名的公司：“卡特彼勒”。
虽然它在今年6月宣布退出重卡发动机市场，但其先进的ACERT技术还是值得我们借鉴的（ACERT技术的核心优势，是不针对单个部件解决排放问题，而是系统地解决问题。
优化燃油供给、空气供给、燃烧过程和排气后处理，在一个燃烧周期内可以改变几个控制参数，可对每一运行点进行优化，令燃油达到最佳燃烧状态，获得满意的排放效果。
在当时看来，这显然要比头痛医头．脚痛医脚的办法好得多。
但是，由于整个系统的功能都要全面加强，系统的复杂化带来了高昂成本。
在可靠性上，也存在不确定性）。
6年前，卡特彼勒宣布要和其他采用CEGR技术的竞争对手分道扬镳。
谁也没想到，卡特彼勒竟然会宣布2010年退出公路卡车发动机市场。
SCR与EGR优劣对比
SCR与EGR技术对比
第二部分两种技术对比
1、油耗对比
SCR技术提高喷射压力、优化燃烧等技术，使 SCR技术比EGR具有一定的油耗优势。此优势在公 路旅游车、长途运输车上可以得到体现。 对于公交车，由于油耗与司机的驾驶习惯、路况 等因素较大，两种技术路线无明显油耗优势。
2、整车装车对比 SCR技术需要加装一整套的尿素系统， 因此整车改动较大，费用较高。 EGR技术只需要在原有基础上加大冷却 系统，整车改动较小，费用较低。
SCR基本原理
尿素水溶液在热废气作用下发生水解反应，生成 NH3，NH3在SCR催化剂中与NO和NO2发生反应， 达到去除NOx的目的，同时过多的NH3在NH3 Slip 催化剂AMOX中氧化成N2。 因此SCR技术需要添加尿素。
EGR系统工作原理
NOx产生的条件有两个：高温，富氧 将一定的燃烧后的废气通过控制阀引入进气管与新 鲜气体混合后进入气缸燃烧，这一部分惰性废气可 减缓燃烧进度、降低最高燃烧温度，起到减少Nox 的作用。 POC的基本原理 在DOC中NO氧化成NO2，同时颗粒PM中的SOF、 CO会被氧化成CO2，生成的NO2与Filter中积聚的 solid Carbon发生反应生成CO2，达到去除PM的目 的，但SO2会被氧化成SO3 。 因此POC对S比较敏感
3、使用对比 SCR技术在使用过程中需要添加尿素，尿 素的价格决定了SCR技术额外增加的使用成 本。但是对燃油、机油等可以与国3一样。 EGR技术在使用过程中免维护。但是必须 使用含硫量小于50ppm的燃油及CI-4级以上 的机油而且机油更换周期较短。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
氨与 NOx在一个催化器里发生反应，产生无害的氮气 (N2) 和水 (H2O)
15-10-13 Footer 20
SCR系统
组成部件
尿素罐液位和温度传感器
湿度传感器
尿素 罐
尿素压力传 感器
尿素控制电脑
15-10-13
Footer
2
柴油机主要污染物
什么是PM
排气经稀释后通过过滤器所收集到的所有沉积物。 主要成分包括碳颗粒, 燃油与机油中的重碳氢, 硫酸盐, 硝酸盐及灰分 产生条件 •低温 •缺氧 •燃烧不完全 主要发生在发动机低负荷，冷启动状态时 柴油机产生的颗粒物都是PM2.5 • 最直接的方式是提高喷射压力和提高缸内温度来控制PM的排放量
Footer
28
SCR系统
组成部件-尿素控制电脑 DCU
尿素控制电脑DCU。通过CAN线与发动机控 制电脑进行数据通信，对排气处理各执行元 件进行控制 • 控制尿素泵的加压和卸压
• 控制尿素喷嘴的喷射量及喷射时刻 • 控制整个系统的预注及排空 • 控制整个系统的加热与解冻 • 对整个系统进行自诊断控制并将故障码发送给 发动机控制电脑
15-10-13
Footer
4
全球主要的排放法规
欧盟法规 EPA美国法规 满足欧盟或美国法规均可 日本标准
15-10-13 Footer 5
全球排放法规趋势
15-10-13
Footer
6
为满足欧IV,V,VI， 目前采用的技术手段
0.16 0.14 PM 微粒( g/kWh)
0.12
0.10
Euro 2
其他 • 供应管/回流管
• 系统加热(水或 12/24 VDC)
15-10-13 Footer
以上图片仅供参考
23
SCR系统
组成部件-尿素
尿素是在农业、医药、食品及化妆品中 广泛采用的原料，而且非常安全 排气处理液是什么样的
• 32.5%的尿素水溶液 • 无毒、无污染、无爆炸性、不易燃 • 清澈的液体 • 可能有轻微的氨气味 • 泄漏出来的DEF很容易因为水分蒸发而变 成白色的DEF结晶 • 在-11°C时开始结冰
以上图片仅供参考
15-10-13 Footer 14
EGR系统
部件组成-DOC氧化催化转换器
氧化催化转化器可以降低碳氢、一氧化 碳以及部分微粒
氧催化转化器是一个圆筒形的陶瓷载体， 中间有许多细长的通道，可以大大增加陶 瓷载体内部的表面积
活性催化材料是用真空金属化的方法加 到陶瓷表面的，有害物质与催化材料接触 时就会被转化
利用发动机尾气热量加热陶瓷体表面的 催化剂到足够温度, 有效降低尾气中可分 解有机颗粒
> 90 %未燃烧或部分燃烧的HC被转化成 水蒸气和CO2，有害的CO被转化成CO2.
15-10-13 Footer
Diesel Oxidation Catalyst 氧化催化转化器
15
EGR系统
部件组成-DOC的检查
15-10-13
Footer
16
EGR系统
部件组成-DPF颗粒捕捉器
柴油的不完全燃烧将产生一种物质：碳烟。 蜂窝状陶瓷壁从尾气中捕获碳烟和其他灰份 在DPF中把收集来的碳烟进行氧化的过程叫做－－再生 Regeneration
碳烟 灰分
以上图片仅供参考
15-10-13 Footer 17
Footer
19
SCR系统
选择性催化还原系统的原理
1
喷射尿素溶液
2
分解过程
3
NOx 的催化反应
4
氨泄露
•
(NH2)2CO
•
尿素和水受 热分解为氨 (NH3)
•
NO 和 NO2与氨在 催化剂作用下发生 反应，生成N2 和水 蒸气
•
未与NOx反应的微 量氨被分解为N2
尿素喷嘴
SCR催化器
氨泄露催化器
SCR 系统将发动机排气中的氮氧化合物(NOx)转化为氮气和水。 这个反应需要向排气中喷入柴油机排气处理液(一种易于分解为氨的氮化合物)
EDC
尿素温度传 感器
通过CAN
尿素泵
尿素喷嘴
催化入口 温度
NOx 传感器
混合器
SCR催 化装置
催化出口温度
15-10-13
Footer
22
SCR系统
组成部件-续
尿素控制电脑 尿素泵 尿素喷嘴 排气催化器总成 • 消声器
• 催化器砖
传感器
• • • • • 进口排气温度传感器 出口排气温度传感器 尿素罐液位 尿素罐温度 NOx传感器
以上图片仅供参考
15-10-13
Footer
24
SCR系统
组成部件-尿素溶液的储存
以下内容根据ISO 22241-1 至22241-4 条款得出，详情请参考厂家的手册 建议存放温度低于 30 ºC，高于 -11 ºC。高温可能导致DEF中的水蒸发使溶 液的浓度提高 在车辆上最高存放温度不得超过 50 ºC。不推荐在车辆上储存超过 6 个月 以下状态是长期保存尿素溶液的理想环境，至少可被保存18个月：
以上图片仅供参考
15-10-13 Footer 12
EGR系统
部件组成-冷却器的清洗
注意：以下步骤仅作参考，具体请参考厂家的维修手册 冷却液可能会逐渐形成积碳或者由于其它做功气缸的故 障导致快速生成积碳 可以使用安全溶剂或矿物油清洁冷却器内部 彻底加满 EGR 冷却器模块总成 将暴露的模块表面朝上放置，浸泡EGR冷却器一段时间 排出 EGR 冷却器中的液体，用矿物油或溶剂进行冲洗 用压缩空气吹干 EGR 冷却器的内侧。间歇晃动，以清除 EGR冷却液内部松动的碎屑 用水冲洗冷却器的冷却液侧以降低溶剂或清洁剂进入冷 却液的可能
以上图片仅供参考
15-10-13 Footer 11
EGR系统
部件组成-EGR控制阀
常见的EGR控制阀由发动机电脑控制,接收 来自发动机电脑的直流电源 常见的EGR控制阀内为常闭阀 常见的EGR控制阀使用内部电机，克服弹簧 力打开 常见的EGR控制阀内部有位置传感器用于指 示位置 不要施加外力来开关提升阀。 不可维修。EGR控制阀总成不可解体
柴油机催化氧化器 DOC+颗粒捕捉器DPF
节气门
进气歧管 温度/压力 传感器
EGR阀 EGR冷却器
以上图片仅供参考
15-10-13 Foot气流量传感器
用于测量进入发动机汽缸内的空气流量 • 发动机电脑利用该传感器保证合适比例的废气再循
环进入气缸
常见形式是一个热线式传感器(hot-wire sensor) • 空气流经此传感器时，部分空气流入传感器内部，
EGR与SCR后处理系统简介
Beijing China
Contains confidential proprietary and trade secrets information of CNH Industrial. Any use of this work without express written consent is strictly prohibited.
• 储存温度在 -5 ~ 25 ºC之间 • 储存在密封的容器里，避免被污染 • 避免直接的日光照射
环境温度每增加 5 ºC ，降低寿命 6个月 (例如 30 ºC时，保质期为12个月； 35 ºC时保质期为6个月)
15-10-13
Footer
25
SCR系统
组成部件-尿素溶液的处理
接触尿素溶液是无害的。但与以下物质长期接触时，会起化学反应造成 腐蚀：
柴油机主要污染物
什么是NOX
包括NO和NO2 •NO－无色气体 •NO2－黄褐色气体 •由氮气与氧气在一定条件下反应生成(例如燃烧)。 产生条件： •高温 •富氧 •足够的反应时间 主要产生于柴油机高负荷工况 在阳光下与碳氢化合物反应形成构成光化学烟雾 最直接的方式是降低缸内燃烧温度
发动机停机后，DOC设备仍然会长 时间保持高温 如果从涡轮增压器出口到DOC设备， 能够看到发动机机油或燃油的痕迹， 则必须更换后处理柴油氧化催化器 通过检查，如果堵塞 (1) 的单元 少于 50%，则后处理柴油氧化催化器 能够继续使用。如果超过 50% 的单 元依然堵塞 (2)，则更换后处理柴油 氧化催化器 注: 使用高硫燃油可以产生硫酸盐 颗粒而堵塞单元
EGR Euro 3 微粒捕捉器DPF 柴油机氧化催化器DOC SCR Euro 5 Euro 4
PM-optimised combustion 减少微粒的优化燃烧
0.08
0.06 0.04 0.02 0
SCR
1 2 3 4 5 NOx 氮氧化合物 (g/kWh)
15-10-13 Footer
6
7
8
• • • • • •
碳钢、铸铁，以及镀锌钢板 铜、铜合金、锌和铅 含铅、银、锌或铜的固体 铝和铝合金 镁和镁合金 镀铬的塑料或金属
如果与以上提到的物品接触，必须立即擦干净 在储存、运输、分配尿素溶液时，使用的任何容器、漏斗等，使用前必 须用干净的蒸馏水洗干净、除去污物
15-10-13
Footer
EGR系统
常见故障
过多的碳烟被过滤在DPF表面上导 致排气背压过高 由于DOC为整体设备，从外观无法 看出任何问题，只能对其进行打散