柴油车达到国IV排放标准的技术路线

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重型柴油机国IV技术路线及实施建议

知。
（单位：ｇＷｈ／）ｋ
Ｎｏ，
２５
（）社会压力采用ＳＲ３Ｃ技术带来一系列社会基础结构的改变，如专用尿素、储存、供给等等；对
于Ｅ＋ＦＧＲＤＰ这种先进排放技术使
执行时间
１９．０，ＥＥＶｓｏｌ９９１ｎｙ
级的长期观点考虑，国外从一个基
在我国，由于技术和社会结构原因，仍在寻求其他替代技术路线，试图走出一条既经济又可行的方案。主要有以下三个方面考虑：（）技术压力对于国Ⅲ发动机及其国Ⅳ、国Ｖ升级，我们并未完全１
掌握自主核心技术，为了满足新的法规要求，仍需寻求国外技术支持；对
如燃料质量在各地区差异；￣ＥＮＧＲ
针对单缸排量小于０７Ｌ，额定功率速度大于３０／ｎ．５００ｍｉ的发动机
在美国，ＥＡ（Ｐ环境保护署）所发布的Ｕ２０￣放标准中，ＰＳ０７Ｍ排放值为０１／ｈ — ｒＮ．ｇｐｈ，ｏ排放值为００／ｈ — ｒ０ｂ．ｇｐｈ。从２０年开始，２ｂ０７要完全实现ＰＭ排放标准。对于ＮＯ排放标准，则实行分阶段执行的政策，在２０～０７
■ 中国环保产业协会机动车污染防治委员会／良李孟
重型柴油机国ＩＶ技术路线及实施建议
重型柴油机国Ｉ技术路线背景Ｖ
ＣＥ（ＶＣ中国环保产业协会机动车污染防治委员会）组织其核心成员
（车辆排气控制系统制造商），围绕着目前国际上在重型柴油车排放于尾气后处理技术，同样面临这个技术压力的问题。

国四大马力柴油机后处理技术路线

国四大马力柴油机后处理技术路线国四标准是指中国针对柴油车排放的一项污染控制标准，于2008年开始实施。

在国四标准下，柴油车的排放要求更为严格，需要配备一系列的后处理技术来净化排放物。

本文将介绍国内四大马力柴油机后处理技术路线。

国四标准要求柴油车的颗粒物（PM）排放控制在每公里0.025克以下，氮氧化物（NOx）排放控制在每公里3.5克以下。

为实现这一目标，国内发展了四大马力柴油机后处理技术路线，分别是颗粒物捕集器（DPF）、氧化催化器（DOC）、选择性催化还原（SCR）和低温尿素溶液喷射系统。

首先，颗粒物捕集器（DPF）是国内柴油车颗粒物排放控制的关键技术之一。

DPF是一种静电过滤装置，可以有效捕集柴油车尾气中的颗粒物。

它通过细小的孔道和滤芯来过滤颗粒物，从而减少对环境的污染。

在柴油车尾气中通过颗粒物捕集器后，排出的尾气中的颗粒物浓度将大大降低。

其次，氧化催化器（DOC）也是国内柴油车排放控制的重要技术之一。

DOC主要用于氧化柴油车尾气中的气态污染物，包括一氧化碳（CO）和氢气（HC）。

氧化催化器中的贵金属催化剂可以在高温下催化气态污染物的氧化反应，将其转化为对环境无害的物质。

通过氧化催化器的作用，柴油车排放的一氧化碳和氢气浓度将显著减少。

第三，选择性催化还原（SCR）是一种用于减少柴油车尾气中氮氧化物排放的技术。

SCR系统主要由催化剂和尿素溶液喷射系统组成。

柴油车尾气中的氮氧化物在催化剂的作用下与尿素溶液中的氨气（NH3）发生化学反应，最终转化为对环境无害的氮气和水蒸汽。

选择性催化还原技术可以有效降低柴油车的氮氧化物排放。

最后，低温尿素溶液喷射系统也是国内柴油车后处理技术的关键部分。

这一系统能够通过向排气管中喷射低温尿素溶液，将尿素溶液分解成氨气。

在SCR催化剂的作用下，氨气与尾气中的氮氧化物发生化学反应，将其转化为无害的氮气和水蒸汽。

综上所述，国内四大马力柴油机后处理技术路线是颗粒物捕集器（DPF）、氧化催化器（DOC）、选择性催化还原（SCR）和低温尿素溶液喷射系统。

CA6DL1-26E4技术介绍

研发部
电控室
尿素喷射逻辑
研发部
电控室
SCR转化效率与排温的关系
100 80 NO conversion(%) 60 40 20 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 Temperature (° )
97 118 104 133145 175ZT5 ZT6 ZT7 ZT8
研发部
电控室
系统布置和管路连接
原则性要求：
BOSCH的尿素喷嘴有Afterrun 功能，当喷射结束时可以自动反抽清理喷嘴处的残余尿素，但依然会有部分尿素残留在喷嘴附近，因此BOSCH系统的布置要求即是保证喷嘴在整套尿素液力系统中位置尽量高，防止有液态尿素沉积在喷嘴处
研发部
电控室
尿素管路加热
研发部
电控室
二、６ＤＬ－２６Ｅ４技术方案
研发部
电控室
ＣＡ６ＤＬ－２６Ｅ４技术路线
ＤＥＮＳＯ燃油系统＋ＢＯＳＣＨＳＣＲ控制系统燃油系统部分与国三发动机的硬件几乎没有差异，只是标定数据的差异。
ＤＣＵ控制尿素喷射ＥＣＵ控制发动机
研发部
电控室
CA6DL-26E4采用了SCR技术方案
该技术路线在欧洲采用较多，ＳＣＲ方案通过标定在发动机内减少ＰＭ排放，然后再在废气中处理ＮＯＸ。ＳＣＲ是一项控制柴油发动机排气中ＮＯｘ的技术。过程涉及向催化器内的排气喷射尿素（一种很容易分解为氨的氮化合物）。氨与ＮＯｘ反应，生成无害的氮气（Ｎ２）和水（Ｈ２Ｏ）。催化剂应避免ＮＨ３被氧化为ＮＯ（４ＮＨ３＋５Ｏ２－＞４ＮＯ＋６Ｈ２Ｏ），这就是选择性催化还原。这种净化方案的发动机燃油消耗率比较低，油耗可节省５％－－７％，若扣除因尿素所增加的费用，还将有节油２％－－３％的优势。此外，这一技术路线对于燃油品质相对不敏感，甚至含硫量３５０×１０－６以下的欧ＩＩＩ燃油就可以满足要求。

中重型柴油机国4、国5技术路线分析

一
４结束语
我国正在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，ＳＣＲ催化净化技术是柴油机尾气污染治理最有效的技术之一。
个增大了冷却器确实存在困难。
３技术路线的对比分析
欧洲，系统成本大约为车辆成本的３％一５％
的缺点是：如果废气中有硫的话会将硫转化为硫酸盐。只有燃油中的硫含量低于２０ｐｐｍ时（假设不包括燃油中所含的硫的情况下。发动机排放的微粒物
使用ＥＧＲ系统的另一个问题是：从ＥＧＲ冷却系传出的热量会转移到发动机的水循环系统，如果
车辆的水冷器要符合欧 Ⅳ标准，其水冷能力就要增加３０％，要符合国５标准就要增加５０％。但是对于中国的卡车来说，车辆上的空间是有限的，要安装
首先在燃油经济性方面，在国４标准上看，ＳＣＲ
系统较ＥＧＲ＋ＤＰＦ系统节省３％～５％的燃油。在国５
但是，要使该技术在我国得到广泛应用，还存在很
多问题。首先是成本问题，ＳＣＲ技术其实比ＤＰＦ技术更为复杂，还需要有效的防止氨气排泄的技术策
５０ｐｐｍ的水平，理想情况要求达到ｌＯｐｐｍ－１５ｐｐｍ的水平。

浅谈柴油机满足国IV两条技术路线

摘要：近年来，随着人们对环境保护的曰趋重视，世界各国对内燃机废气排放的要求变得越来
越严格，轻型柴油车开始实施国ＩＶ标准。目前由于机内排放控制并不能完全起到净化效果，因此对已排出燃烧室但尚未排到大气中的废气进行处理，采取机外控制技术显得很有必要。ＰＭ和ＮＯｘ是柴油机主要排放污染物，如何同时降低这两种尾气组成，达到国Ⅳ排放水平，是当今世界柴油机技术的难点和研究热点。本文介绍目前国内满足柴油机国ＩＶ排放标准的ＳＣＲ和ＥＧＲＤＰＦ／ＤＯＣ两种主流技术路线。通过对比分析两种系统的原理和优缺点得出适合国内发展的路线，并浅谈未来柴油机排放控制的
ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｎａｔｉｏｎａｌＩＶｓｔａｎｄａｒｄｓ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｍａｃｈｉｎｅｃａｎｎｏｔｂｅｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙｅｍｉｓｓｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌａｎｄ
ｔｈｅｅｘｈａｕｓｔｇａｓｔｏｒｅａｃｈｈｅｔｃｏｕｎｔｙｒ１Ｖｅｍｉｓｓｉｏｎｌｅｖｅｌｓ，ｉｓａｄｉｉｃｆｕｌｔａｎｄｈｏｔｔｏｐｉｃｉｎｔｏｄａｙ＇ｓｗｏｒｌｄｏｆｄｉｅｓｅｌ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ａｓｐｅｏｐｌｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｐａｙａｔｔｅｎｔｉｏｎｔｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｗｏｒｌｄｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎｅｎｇｉｎｅｅｍｉｓｓｉｏｎｓｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｂｅｃｏｍｅｍｏｒｅｓｔｒｉｎｇｅｎｔ，ｌｉｇｈｔｄｉｅｓｅｌｖｅｈｉｃｌｅｓｓｔａｒｔｔｏ

四大汽车集团下属中重型柴油机企业国Ⅳ排放达标控制策略对比分析

四大汽车集团下属中重型柴油机企业国Ⅳ排放达标控制策略对比分析为应对排放升级，国内商用车及发动机企业均未雨绸缪，加快推出满足国Ⅳ标准的产品。

与2008年的两条一、中国重汽集团有限公司中国重汽的发动机事业由济南动力有限公司（济南动力）和杭州发动机有限公司（杭发）组成。

2009年7月15日，中国重汽(香港)有限公司与全球卡车技术领先的工业集团德国曼（MAN）公司在技术和资中国重汽发动机的后续规划如下：以MAN项目为主线，加快产品结构的调整升级，加速开发生产具有国际先中国重汽部分6缸国Ⅳ发动机供油系统型式和排放控制技术路线二、第一汽车集团公司一汽集团的中重型柴油发动机事业由一汽解放无锡柴油机厂（锡柴）和道依茨一汽大连柴油机公司（大柴）锡柴国Ⅳ中重型发动机的技术路线主要采用SCR和EGR+DOC+POC；大柴国Ⅳ中重型发动机的技术路线主要采用一汽锡柴部分6缸国Ⅳ发动机供油系统型式和排放控制技术路线一汽大柴部分6缸国Ⅳ发动机供油系统型式和排放控制技术路线三、上海汽车工业(集团)总公司上汽集团的中重型柴油发动机事业由上海日野发动机公司、上海柴油机股份公司和上汽菲亚特红岩动力总1、上海日野发动机公司上海日野国Ⅳ发动机采用EGR+与SCR并举的技术路线。

日本日野公司在EGR技术的应用方面已经非常成熟上海日野部分6缸国Ⅳ发动机供油系统型式和排放控制技术路线2、上海柴油机股份公司上柴股份早年是我国柴油机生产的摇篮，如今已发展成为国家特大型专业柴油机设计制造商，其拥有的D1上柴股份2010年1月4日公告，公司满足国IV排放要求的12L发动机项目获上海市财政补助3619万元，并上柴国Ⅳ发动机的技术路线以采用SCR为主，SC8DT系列将采用EGR+DOC。

上柴股份部分6缸国Ⅳ发动机供油系统型式和排放控制技术路线3、上汽菲亚特红岩动力总成有限公司上汽菲亚特红岩动力总成有限公司柴油发动机Cursor9与NEF6两款国IV重型发动机均采用SCR技术路线，与CURSOR9可应用于重型卡车、客车、工程机械、农用机械以及发电机组。

非道路柴油机实施国Ⅳ排放的技术路线

非道路柴油机实施国Ⅳ排放的技术路线一、欧洲非道路柴油机排放限值的演变在一些国家和地区，非道路柴油机的排放在发动机对环境排放贡献度中要达到65%左右，因此非道路柴油机的排放一直是内燃机排放控制领域的重点。

2022年起，欧洲非道路用柴油机已开始实施欧ⅢB（中国国Ⅳ）排放法规，其对柴油机提出了更为苛刻的要求。

二、非道路柴油机实现国Ⅳ应具有的基本条件非道路国Ⅳ柴油机应该建立在一台有良好基础的电控国Ⅲ发动机基础上。

且具有如下特征：（1）直列式发动机，采用空-空中冷增压系统。

严格控制进气温度，进气温度每降低1℃，（2）采用铸铁缸盖、水冷、4气门结构，喷油嘴垂直中置。

四气门结构有使发动机功率提高15%左右、降低油耗4%左右的潜力。

（3）机体采用铸铁、水冷、湿式缸套，内置机油冷却器。

（4）采用整体铝活塞/钢顶铝裙组合活塞。

（5）燃油系统采用电控共轨系统/电控单体泵/电控泵喷嘴系统，需3～5次的多次喷射（包括预喷、主喷、后喷）能力和更高的燃油喷射压力，应缩短喷油持续期，使放热接近上止点，喷油规律实现柔和燃烧，降低油耗。

（6）进一步优化进气涡流和燃烧系统，采用直口或略微缩口燃烧室，进气涡流比为0.5～1.5，压缩比为16.5～18.5。

（7）缸内最大爆发压力可达18～22MPa，升功率可达35kW/L。

三、结语要实现国Ⅳ对NOx和PM都较低的限值，目前大致上有两条技术路线：其一是先通过优化燃烧，再使用选择性催化还原来降低NOx排放。

其二是使用EGR使NOx降低，但会导致PM增加，因此加DPF将PM捕捉转化。

考虑到中国国情，燃油品质还有差距，但尿素生产比较普遍，因此我国实施非道路国Ⅳ排放宜首选SCR技术路线。

参考文献[1]谭建伟.非道路用柴油机与车用重型柴油机排放标准相关性研究[J].车辆与动力技术，2022，04.[2]郝勇.重型车用柴油机排放法规及技术路线综述[J].内燃机与动力装置，2022，03.[3]徐阳.面向欧Ⅳ以上法规的柴油机排气后处理技术方案[J].武汉理工大学学报，2022，08.。

正确认识和使用车用尿素

正确认识和使用车用尿素随着柴油车国四排放政策的实施，我司使用车用尿素的柴油车将越来越多，但车用尿素的使用毕竟是新鲜事物，许多人对此还认识不足，甚至还有一些使用误区，在此对车用尿素的工作原理和使用上的一些注意事项进行一些简单的介绍，希望能给各使用车用尿素的单位提供有益的借鉴。

一、柴油车排放控制SCR技术路线工作原理柴油发动机的主要污染排放物是NOx（氮氧化物）和PM（微粒），减少这两种排放物所需的工作条件刚好是相反的，因此，出现了EGR（废气再循环）和SCR （选择性催化还原）两种技术方案来达到国四排放的要求。

采取SCR技术路线的发动机在燃烧的过程中，已通过技术手段使柴油充分燃烧从而达到有效控制PM 排放量的目标，而NOx则需要在排气的过程中将其还原为氮气(N2）和水(H2O），这一过程的还原剂就是车用尿素溶液。

尾气从涡轮增压器出来后进入排气管，排气管上安装有尿素计量喷射装置，在温度达到300℃-500℃时喷入尿素溶液，在催化剂的作用下尿素（NH2CONH2）水解产生NH3和CO2，NH3与NOx反应，生成氮气和水排出。

车用尿素溶液在催化还原反应中的控制是非常精细化的一个过程，尿素的喷入量必须要与NOx的浓度相匹配，尿素的喷入量过少，则达不到应有的处理水平，尿素的喷入量过多，则会使多余的氨气排入大气，导致新的污染。

二、对车用尿素溶液的要求车用尿素溶液在欧洲称为Adblue，在北美称为DEF（Diesel Exhaust Fluid，即柴油机尾气处理液），在国内称为车用尿素溶液或“添蓝”。

车用尿素溶液的纯度和洁净度要求较高，相对于工业尿素，缩二脲、不溶物、铁、硫化物、氯化物等的含量都有严格的要求。

由于SCR催化剂载体极易发生金属离子中毒从而失去催化效果，因此车用尿素溶液必须使用电子行业一级超纯水。

目前车用尿素溶液一般由32.5%高纯尿素和67.5%的超纯水组成，因为这个浓度的尿素溶液结晶点最低，在低于-11度的时候才会结晶。

车用柴油机满足国IV排放阶段技术路线分析

５０．３５．２Ｏ．
核准执行日期分别为：Ｉ阶段２ｏ国ＩＩｏ７年１月１日，Ｉ国Ｖ阶段２１００年１１日，Ｖ阶段２１月国０２年
以看到，国Ｉ限值相比，Ｉ与ＩＩ国Ｖ限值的Ｐ颗粒Ｍ（物）降低了８％，Ｏ氮氧化物）降低了又０Ｎ（又
法制定了规范。２００８年６月，境保护部又发布了Ｈ３．环Ｊ４７
２０Ｈ３．０８和Ｈ３．００８、Ｊ８２０４Ｊ９２８三项柴油机标４０
准，分别对最大总质量大于３５ｔ油车的车载诊．柴
断（Ｂ系统、放控制系统耐久性和在用车符ＯＤ）排
ｒｕｅｔｕｏｔｙｏｔｏｏｒｃｕｎｒ．
【主题词】排放控制
柴油机汽车
１月１日。因此，吸取国外的经验，择一条适合选
０引言
２００５年，国家环保总局和国家质检总局联原
中国国情的技术路线，开发满足国Ｉ准的柴油Ｖ标机，国内车用柴油机厂及商用车整车企业最为是
（Ｂ７９ — ０５两项国家标准，别对最大总Ｇ１６１２０）分
１我国柴油机排放标准发展回顾
１９我国开始控制机动车尾气排放，施９０年实
相当于欧洲１７９３年的欧０标准，间相差】；之７年２０我国实施国Ｉ００年标准，欧洲对应的欧Ｉ实施年

锡柴国四发动机介绍

技术方面
欧3标准的发动机设计需要高压燃油喷射系统
需要尿素计量系统
实用方面
需要添加尿素基础设施不需要很高的燃油质量相对欧3，燃油消耗有所改进
SCR耐久性通常较好 SCR集成在消声器中
实现国Ⅳ的技术措施之二 — EGR
EGR冷却器 EGR阀氧化催化器/开环控制的DPF
销售公司
¾ 冷却的EGR
¾ 控制策略可以是开环 ¾ DPF不是必须的选择
燃油消耗量增加
DPF集成在消声器中/ 阶段性的清除积尘
销售公司
二
国Ⅳ产品介绍
国Ⅳ产品介绍
销售公司
采用EGR
500 460 420 420 6DN
采用EGR
370
390 6DM2 370
390
350 6DL2
350
320
330
6DL1
290
260
260
采用SCR
200 180
4DL
170 150
4DLD
7.70
209/2300
216/2300
230/2300
206/2300
213/2300
228/2300
1100/1300~1700 1150/1300~ 1700 1200/1300~1700
CA6DL1-32E4
238/2300 235/2300 1250/1300~ 1700
192 (SCR)/196 (EGR)
CA6DL1-26E4 CA6DL1-26E4R
195/2300 192/2300 1050/1300~1700
CA6DL1-28E4
CA6DL1-29E4
CA6DL1-31E4

对车用柴油机国IV以上技术路线的思考

化缸内燃烧过程，以提高缸内ＮＯｘ为代价，将ＰＭ控制在
排放范围内，再通过机外排气后处理系统，即通过ＳＲＣ装
置将ＮＯｘ排放降至排放标准的技术方案。它的特点是机内侧重净化ＰＭ，机外侧重净化ＮＯｘ。
（）要优缺点二主优点：一是采用Ｓ技术路线时，通过缸内优化燃ＣＲ
烧，燃料中的硫只有少部分转换为微粒（１５），因约．％
此，即使含硫量较高（高３０ｐ），Ｐ最５ｐｍＭ排放仍可控制在国Ｉ围内，不会因燃油含硫量高而造成催化剂中Ｖ范毒，因此用国 ¨柴油可达到国ｌＶ排放标准，非常适应ｌＶ／我国近期柴油硫含量高的现实情况；二是尽管采用Ｓ系ＣＲ统所消耗的尿素约为燃油消耗量的３～６％％，但是其喷油
为保证ＥＴ作更有效，通常Ｅ冷却系统（热器）得ＧＲＧＲ散做
器、催化器和降噪单元等组成，其外形主要有筒式和箱式两种，排量大于６的发动机，通常匹配箱式，排量小于Ｌ
６的发动机，通常匹配筒式。它采用整体式的催化和消Ｌ声装置，其核心部分是将一种化学物质综合体涂附在载体表面，当有氨气存在时，帮助将Ｎ转化成无毒的物质。ＯｘＳ系统的工作原理是通过控制单元向排气管中喷ＣＲ入一定量的尿素作为还原剂，还原剂在排气高温下水解产

非道路_4.5L_机型国四排放技术升级

柴油机广泛应用于工程机械、农业机械等非道路移动机械领域，随着国家对节能减排要求的不断提高，非道路移动机械用柴油机的排放标准已经从三阶段向四阶段推进，其限值大幅降低，类似于欧盟非道路IIIB阶段标准。

2021年1月完成的国四标准更新版，非道路柴油机的技术复杂程度已经与车用柴油机国五阶段类似，非道路柴油机的排放控制技术也逐渐受到重视。

生态环境部官网于2021年1月4日发布《<非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法（中国第三、四阶段）（GB20891-2014）修改单》及《非道路柴油移动机械污染物排放控制技术要求》（HJ1014-2020），规定自2022年12月1日起，所有生产、进口和销售的560kW以下（含560kW）非道路移动机械及其装用的柴油机应符合本标准第四阶段要求。

560kW以上非道路移动机械及其装用的柴油机第四阶段实施时间另行公告。

表1为非道路移动机械第三、四阶段各种排气污染物的排放标准。

非道路国四排放技术路线。

满足非道路用柴油机国四排放法规下经济性和实用性最优的技术路线，具体为高压共轨燃油系统、增压中冷、废气再循环和合适的后处理技术路线。

柴油机排放的主要污染物是NOx和PM，国内柴油机制造商通常采取EGR+DOC+DPF技术路线或DOC+DPF+SCR技术路线使柴油机排放达到非道路国四阶段排放限值要求。

EGR+DOC+DPF技术路线。

采用EGR路线降低发动机缸内燃烧温度和氧气浓度来降低NOx排放时，同时也会因此产生大量的颗粒，这些原排过来的颗粒可以利用DPF将其拦截以降低排放。

颗粒物不断被捕捉会导致排气不畅，发动机的动力性和经济性变差，在颗粒累积到一定程度时发动机本身释放一次远程后喷（缸内后喷）或者外部燃油喷射装置喷射燃油（尾管喷射），这些未参与燃烧的燃油会产生大量的碳氢化合物，因此在DPF的前端加入DOC氧化还原装置，碳氢化合物流入DOC中在催化剂作用下进行氧化还原反应，会在DOC内部的氧化反应会释放出大量的热量（能将DPF入口的温度提高到550℃以上），DPF中捕集到的碳粒在高温的作用下和氧气反应生成二氧化碳气体排出；这一过程就叫做DPF的主动再生（Soot Burning）。

4JB1国三与国四产品结构及维修差异以及国四后处理技术介绍

9
电控EGR系统
电控EGR系统又称为废气再循环系统，它的主要作用是：ECU根据不
同工况下在标定数据中计算出的需要的废气再循环量，通过控制真空电磁
阀来控制EGR阀的开度，使排气管中的部分废气再循环回到进气歧管，与新鲜空气混合一起进入燃烧室以降低燃烧温度，从而减少氮氧化合物的生
成量，最终减少对大气的污染。
19
二、后处理技术介绍
20
二、后处理技术介绍柴油机尾气特征和危害：
汽车尾气：HC（碳氢化物）、CO（一氧化碳）、NOX(氮氧化物)和
颗粒物（PM）等污染物，经大气的光化学反应后，还将产生地表臭氧（O3）和过氧化物；

PM、地表臭氧（O3）和过氧化物为致癌物质
CO、 NOX和HC为致癌物质，严重危害人类的健康和生态环境。
电控EGR系统
BJ493ZQ3-10pe电控EGR系统
13
压器
BJ493ZLQ4-2pe增压器
BJ493ZQ3-10pe增压器
14
旋转增压器压气机涡壳，使压气机出口垂直向上。增压器部件重新设计。
节温器总成
BJ493ZLQ4-2pe节温器总成
暖风水管重新设计
15
节温器总成
BJ493ZQ3-10pe节温器总成
为了保护环境，世界各国相继出台了控制机动车尾气排放的法规。对
于重型柴油机，为了应对日趋严格的排放法规，单纯的机内净化已很难满足要求；更多地是将其与机外净化（后处理）措施相结合。
21
二、后处理技术介绍
为了既满足日趋严格的排放法规，又降低柴油机的油耗，通常需要考
虑以下三个方面： 1．提升燃油品质包括降低柴油中的硫含量、胶质含量，控制多环芳烃含量、十六烷值，提高润滑性能、添加剂的使用等。 2．柴油机机内净化机内净化技术包括电控高压燃油喷射技术、增压中冷技术、废气再循环（EGR）技术、多气门技术、可变涡流进气道技术、可变压缩比技术、均质混合压燃技术（HCCI）以及优化燃烧室结构和参数的相关技术等。 3．柴油机机外净化在几近苛刻的国Ⅳ/国Ⅴ排放法规面前，仅依靠以上的技术还是不够的，必须综合使用排气后处理技术来控制排放。

国4欧Ⅳ柴油机原理及基础知识

目录
一：国4机型总体介绍二：技术路线及方案三：SCR系统介绍
1. 添蓝喷射系统 2. 催化消声器 3. 其他零部件功能 4. SCR系统整车布置安装
四: 国4发动机运行条件
催化消声器
催化器进口温度传感器
催化器出口温度传感器
箱式催化消声器
桶式催化消声器
催化消声器
箱式催化消声器
催化消声器
序号 1 项目燃油喷射系统发动机强度增压系统 EGR+PDF(CRT) 电控喷射最高喷射压力 1800bar 需高强度结构，最大气缸压力180bar 需高增压系统补偿 EGR 造成的功率损失，到欧Ⅴ甚至要两级增压需加大冷却系统散热能力缸套摩擦副需重新设计需用HI-4级润滑油相对SCR油耗高10%左右不需 SCR 电控喷射最高喷射压力1600Bar 最大气缸压力160bar 到欧Ⅴ与欧Ⅲ同样的增压系统不需只需用CF-4级润滑油相对欧三省油 5% 左右需要尿素水溶液 2 3
技术路线及方案
技术路线的选择
当前满足国/欧Ⅳ的两条主要技术路线
EGR+DPF(CRT) SCR
技术路线及方案

两种技术路线的实现原理
EGR+DPF技术：是将发动机排除的废气引入进气管，降低发动机进气的氧气浓度，从而降低缸内燃烧温度，降低 NOx排放。用颗粒捕捉器过滤掉发动机排气中的颗粒物。 SCR技术：是将添蓝（浓度32.5%的尿素水溶液，纯净度极高，杂质含量标准专门规定）喷入发动机排气管，尿素受热水解成氨气，氨气和NOx在催化器的作用下反应生成无毒的氮气和水。该技术路线是用改进燃烧的方法，使发动机燃烧更高效更彻底，使颗粒排放降低到法规限值以内，然后用 SCR后处理系统处理掉排气中的NOx。

柴油机国IV技术路线介绍

载货汽车（柴油机）国IV技术路线介绍一、概况发达国家车用柴油机为达到欧IV排放标准，主要采用以下两种技术路线：1.依靠发动机缸内措施减少NO X的生成（主要是废气再循环EGR），再采用过滤及氧化催化型后处理装置降低排气中的PM（例如氧化催化转化器DOC、微粒氧化转化器POC、微粒过滤器或捕集器DPF，以及由此衍生的连续再生微粒捕集器CRT（DPF+CR）、催化碳烟过滤器CSF等，这些装置还可以纵使使用，如DOC+DPF、DOC+CRT、DOC+CSF等。

）2.依靠发动机缸内措施减少PM的生成，再采用还原催化型后处理装置降低排气中的NO X（例如选择还原催化转化器SCR、NO X吸附LNT、NO X存储催化转化器NSC等）。

国外不同国家或地区根据其不同的国情和要求，针对不同车型有不同的选择。

就重型车而言，美国、日本主要采用第一种技术路线，而欧洲则以第二种路线为主。

在轻型车领域，则普遍倾向第一种技术路线。

我国也需要根据我国的国情和要求，进行具体的分析和选择。

考虑到我国石油资源紧缺，节油至关重要、代含硫量燃油的普及进展较慢、发动机配车功率裕度相对较小，平均排温较高、Pt、Rh等贵金属紧缺、尿素与柴油价格相差较大等因素，还考虑使用SCR技术可使燃气中残余NO2份额较小，因而对重型车而言经二种技术路线较为合理。

而轻型车则受到负荷相对较轻，平均排温相对较代、且车上布置空间较紧，对价格和使用成本更为敏感等因素的制约，以采用第一种技术路线为宜。

目前在国IV柴油机的研发进程中，我国排量较大的重型和中型柴油机生产企业实际采用的均是第二种技术路线，而排量较小的轻型车用柴油机则主要考虑第一种技术路线。

至于下一步要达到国V以至欧VI排放标准，则除了要对缸内措施和后处理进行进一步的和完善外，可能还需要多种处理装置的组合使用。

二、选择还原催化系统（SC R）介绍（一）现状及技术特点1、80%的欧洲卡车在欧IV阶段采用的是SCR技术策略，而欧V和欧VI也是延续更完善的SCR技术策略。

潍柴国四柴油机SCR技术介绍

CAN port
Air flow sensor
Temp. in Temp. out
Pump
Urea injection SCR catalyst
Intake air
Exhaust in
Exhaust out
国Ⅳ柴油机技术路线
选择性催化还原器 - SCR
优势挑战
• 相比EGR＋降低微粒，具有更佳的燃油经济性 EGR＋降低微粒，
Supply Module
Dosing Module
潍柴SCR技术介绍潍柴SCR技术介绍 SCR
欧洲美国日本中国
2010 2007
1998 2004 2004 2005 2007 - 08 2008 - 10 ? Euro 3/2000 1998 1994 Euro 2/1995 2002 - 03
Euro 5/2008 Euro 4/2005
BSFC – g/kWh
220 210 200 190
SCR系统尿素箱加热电磁阀系统尿素箱加热电磁阀
冷却液电磁阀
潍柴SCR技术介绍潍柴SCR技术介绍 SCR
SCR喷射系统安装要求喷射系统安装要求
尿素箱、喷射单元、DCU相对位置尿素箱、喷射单元、DCU相对位置
>0 >0
recommended
< 1.0 m
>0
< 1.0 m
AdBlue Tank
WP10国 WP10国Ⅳ柴油机型谱
型号排量 [L] 缸径×行程 [mm] 额定功率 [kW] 额定转速 [r/min] 最大扭矩 [N·m]
1150 1270 175 199 1900 1390 1500 WP10.240E40 WP10.270E40 WP10.300E40 WP10.336E40

国四排放技术路线

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。

国四标准比国三对NOX和PM要求更为严格。

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。

1.原理不同：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。

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。

2.结构区别：SCR技术结构相对更加简单，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。

相比之下，EGR发动机则少了这方面的麻烦，不需要添加任何东西。

不过，EGR发动机的温度对于燃烧的排放物影响较大，为了保证正常的EGR温度，在长途运输的车辆上必须装配大流量、高效的冷却系统。

这对于中国目前平头载重车驾驶室设计来讲，也是个严重的考验。

3.对燃油的要求为了达到更清洁的排放，发动机当然也要使用更为洁净的燃油。

这两种系统对于燃油的要求都比较高，尤其是对燃油中的含硫量。

汽车排放法规及技术路线

国内外汽车排放法规发展历程
1993年
中国开始实施第二阶段的汽车排放法规，增加了对柴油车的要求。
2000年以后
中国开始实施第三阶段的汽车排放法规，对车辆尾气中的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物等污染物进行更为严格的限制。
汽车排放法规的重要性和意义
保护环境
汽车排放法规是保护环境的重要措施之一，通过限制车辆尾气中的污染物排放，减少空气
提高汽车排放控制技术的对策与建议
加强技术创新
01
加大对排放控制技术的研发和推广力度，鼓励企业进行技术升
级和创新。
实施激励政策
02
通过政策激励，如提供购车补贴或减税政策，鼓励消费者购买
低排放或零排放汽车。
建立绿色交通体系
03
推广电动汽车和公共交通，优化城市交通规划，减少单车出行
和拥堵现象。
加强汽车排放监管和执法力度的建议
详细描述
后处理技术包括三元催化器、颗粒物捕捉器等装置。三元催化器可以将废气中的一氧化碳和氮氧化物等有害物质进行催化还原，生成无害的二氧化碳和水蒸气。颗粒物捕捉器则可以捕获废气中的颗粒物，从而减少颗粒物的排放。
电控燃油喷射技术
总结词
电控燃油喷射技术是一种先进的燃油喷射控制技术，通过电子控制单元（ECU）对喷油嘴进行精确控制，实现燃油喷射时间和量的精确控制。
污染，改善空气质量。
保障人体健康
汽车排放法规的制定和实施可以减少空气污染对人体健康的影响，特别是对呼吸系统和免疫系统的危害。
提高能源利用效率
汽车排放法规的制定和实施可以促使汽车制造商提高能源利用效率，采用更加环保和节能的技术和材料。
汽车排放法规的未来发展趋势
更加严格的排放限制

中重型车用柴油机实施欧IV排放的技术路径

中重型车用柴油机实施欧IV排放的技术路径在欧洲，目前采用的一种解决方案是：利用商业用的固体尿素和水（水溶液浓度为32.5%±0.5%），在排气中喷人尿素、氨水等还原性物质，将NQx（主要是NO）还原为N2和H20。

如市面上销售的AdBlue，它无毒、洁净、无气味、不易着火、无爆炸危险，但有一点点腐蚀性，必须使用特殊的储存容器。

图2为SCR系统的工作原理。

图3为用于欧Ⅳ发动这种净化方案的发动机燃油消耗率比较低，油耗可节省5%～7%，若扣除因尿素所增加的费用，还将有节油2%～3%的优势。

此外，这一路线对于燃油品质相对不敏感，戴姆勒·克莱斯勒公司认为甚至含硫量350x10-6以下的欧Ⅲ燃油就可以满足要求。

但使用SCR后不但要增加SCR本身装置的质量约150～300 kg，另外还要增加1个尿素溶液（AdBlue）箱和尿素溶液。

按100 L尿素溶液运行7 000 km计算，一辆汽车损失的有效载荷在400 kg左右。

SCR系统中的尿素剂量最终由发动机管理系统控制，尿素的喷入量必须要与NOx的浓度相匹配，在保证降低NOx的同时，不能超过份量。

尿素的喷人量过少，则达不到应有的处理水平，尿素的喷人量过多，则会使多余的氨气排入大气，导致新的污染。

所以，必须有高灵敏度的NOx浓度传感器以及相应的高精度尿素喷射装置。

而且尿素消耗较快，定期添加尿素的责任也必须由用户来完成，这就加大了装置的复杂性和保养的难度，而且这种装置的价格也是较为昂贵的。

目前欧洲市场每升尿素溶液现价为40欧分，每升柴油现价为42欧分。

SCR作为新的后处理技术，由于系统成本高（大约是车辆成本的3%～5%）、初期投资高、操作和保养费用高、需要加1套较复杂的调节还原剂喷射量的控制系统等原因，在车用柴油机上还没有得到推广。

其还要求行驶区域内对尿素的供应，并需要车载诊断（OBD），同时需要车辆使用者有较高的环保意识，自觉及时地添加尿素也是目前实施这一路线的现实困难。

轻型车用柴油机应用电控组合泵国四排放技术路线PPT课件

轻型车用柴油机应用电控组合泵的国四排放技术路线
2010. 11.5
国四排放技术研讨会
1
主要内容
• 背景
• 国外柴油机的欧IV解决方案 • 威特建议的轻型车用柴油机国四技术路线 • 为什么选择电控单体泵 • 电控组合泵WP1 介绍 • 威特为迎接国四而做的准备 • 结束语
国四排放技术研讨会
2
背景
国四排放技术研讨会
10
国四方案的具体配置建议
• WP1 电控组合泵系统
• EGR 冷却器
• EGR 控制阀
（直流电机驱动）
• 电控进气节流阀（直流电机驱动）
• 具有阶梯状边缘的燃烧室
• 小流量P型喷油器
• 控制机油耗措施• DOC或PO Nhomakorabea后处理器
国四排放技术研讨会
11
国三机起始点经冷却的EGR 提高喷射压力燃烧优化机油耗控制 DOC/POC
➢ 喷射压力高 ➢ 喷射规律合理 ➢ 可灵活调节喷油定时和喷油量 ➢ 燃油适应性好
• 适应的转速范围超过传统的电控单体泵 • 具有与机械式直列泵相似的尺寸和接口，便于在现有的发动机上应用 • 维修便利 • 非常有竞争力的价格
国四排放技术研讨会
8
威特选择国四技术路线的准则
国内轻型车用柴油机的某些特点：
• 仅有少数产品引进的产品技术水平较高，如VM等机型，但价格高达3万元以上,难以为多数用户接受
• 其余大部分机型仍停留在上世纪70-80年代的水平，主要用于商用车，其性能指标较低，两气门设计，功率密度 <30kW/L，价格太低，其中一些自然吸气机型的价格不过6-7千元
策略A
• 电控高压共轨系统/电控泵喷嘴/电控单体泵 (>160MPa) • 带有冷却器的废气再循环系统 • 优化燃烧 • 氧化催化后处理器 (DOC)＋颗粒物捕捉器 (DPF)* * 若燃油喷射压力足够高或喷射规律先进，可不用DPF