潍柴SCR后处理技术
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用1. 引言1.1 SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用是一种先进的尾气净化技术，可以有效降低柴油机尾气中的氮氧化物（NOx）排放。
SCR技术通过在尾气中加入尿素溶液，利用催化剂将尾气中的NOx转化为无害的氮气和水蒸气，从而实现尾气的净化。
SCR技术在柴油机尾气后处理中发挥着至关重要的作用，不仅能够满足环保法规对尾气排放的要求，还可以提高柴油机的燃烧效率和性能。
在现代柴油机尾气净化领域，SCR技术已经被广泛应用。
无论是商用车辆、工程机械还是发电设备，都可以通过装配SCR系统来实现尾气排放的降低。
尤其是在需要高效、长时间运行和高负荷工作的柴油机领域，SCR技术更是不可或缺的一项技术。
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用具有显著的环保和经济效益，可以有效减少有害气体排放，提高柴油机的燃烧效率，并延长柴油机的使用寿命。
随着环保法规的不断加强和科技水平的不断提升，SCR技术在柴油机尾气后处理领域的应用前景将会更加广阔。
2. 正文2.1 介绍SCR技术的原理和工作机制SCR技术（Selective Catalytic Reduction）是一种用于降低柴油机尾气中氮氧化物（NOx）排放的成熟技术。
其原理是通过在尾气中喷射尿素水溶液（也称为尿素溶液）或氨气，并将其与尾气中的NOx化合物在SCR催化剂上发生化学反应，将NOx还原成无害的氮气和水蒸气。
SCR技术的工作机制可以分为两个主要步骤：尿素水溶液或氨气在SCR催化剂上催化分解，生成氨气（NH3）；生成的氨气与尾气中的NOx在SCR催化剂上发生化学反应，将NOx转化为氮气和水蒸气。
反应的整个过程在SCR催化剂的加速作用下进行，从而有效降低柴油机尾气中的NOx排放。
SCR技术的原理和工作机制既简单又高效，是目前公认最有效的降低柴油机尾气NOx排放的方法之一。
通过合理设计SCR系统，可以实现高效净化尾气，保护环境同时确保柴油机性能和燃油经济性。
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用SCR技术（选择性催化还原技术）是目前应用较广泛的一种尾气净化技术，主要用于柴油机尾气的氮氧化物（NOx）减少。
该技术是利用催化剂将尾气中的NOx转化为无害的氮气和水蒸气，是一种基于亚稳态尿素将NOx还原成氮气和水的原理来净化废气的方法。
该技术不仅能够减少污染物的排放，还能够降低油耗和提高柴油机的性能。
SCR技术的原理是将尿素溶解在水中形成尿素水溶液，然后将溶液喷入SCR催化器中，当尾气通过催化器时，催化剂将尿素水溶液中的尿素分解成氨气和二氧化碳，这些氨气能够和NOx在催化剂上发生反应生成氮气和水蒸气。
因为这个反应是选择性的，只会将NOx转化成N2和H2O，所以在其他部分的尾气中良好的渗透性和吸附性是可以保证的。
同时，SCR系统具有一个电子控制单元（ECU），可以根据发动机的负载，温度等状态调整尿素喷射的量和时间，使得反应的效率最高，并且也能够满足不同停车周期的需求。
SCR技术在柴油机上的应用非常广泛。
它可以适用于中、重型柴油车、发电厂、船舶等大型运输设备和工业用途，同时也可以用于轻型柴油车和摩托车的尾气净化。
不仅如此，SCR技术还能够提高柴油机的使用寿命、减少噪音和振动，以及保护环境，因此被广泛应用到各个行业和领域。
SCR技术的优点是非常明显的。
首先，它可以将95%以上的NOx转化成无害的氮气和水蒸气，大幅减少了对环境的污染。
其次，SCR技术还能够提高柴油机的效率，降低油耗和排放，保护环境的同时也节省了能源资源。
此外，SCR技术还具有操作简便、噪音减少、耐腐蚀等优点，因此广受欢迎。
虽然SCR技术具有很多优点，但是也存在一些问题。
首先，催化剂可能会受到污染和老化而失去作用。
其次，必须使用高质量的尿素来保证SCR系统的正常运行。
最后，SCR技术成本相对较高，需要投入较大的资金来购置和维护设备。
综上所述，SCR技术是目前应用最广泛的一种柴油机尾气净化技术，及其优点明显，但是也存在一些问题。
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用SCR技术（Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原）是一种通过在尾气中加入尿素溶液，利用催化剂将氮氧化物（NOx）转化为氮气和水的技术。
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用主要是为了降低柴油机排放的氮氧化物，减少对环境的污染。
SCR技术的主要原理是在柴油机排气系统中加入尿素溶液（尿素与水的混合物），通过喷射系统将尿素溶液喷入SCR催化剂中。
在SCR催化剂中，尿素溶液会发生催化反应，将尾气中的氮氧化物转化为氮气和水。
尿素溶液会被加热并分解成氨气和二氧化碳，然后氨气和尾气中的氮氧化物发生反应，生成氮气和水。
这个反应过程是在SCR催化剂的作用下进行的。
1. 高效降低氮氧化物排放：SCR技术能够有效地将尾气中的氮氧化物转化为无害的氮气和水。
根据研究表明，SCR技术可以将柴油机尾气中的氮氧化物排放降低到符合环境标准的水平。
2. 燃料经济性提高：尿素溶液的喷入可以使柴油机在燃烧过程中的燃烧效率提高，从而降低燃料消耗量。
一些研究表明，SCR技术的应用可以使柴油机的燃料经济性提高5%至10%。
3. 良好的可靠性和持久性：SCR技术中使用的催化剂具有良好的可靠性和持久性，可以耐受高温和高压的环境。
催化剂的使用寿命一般可以达到几万公里以上，需要定期更换。
4. 适应性强：SCR技术可以适应各种不同工况下的柴油机排放控制要求。
无论在低负荷还是高负荷下，SCR技术都可以有效地降低氮氧化物的排放。
尽管SCR技术在柴油机尾气后处理上有诸多优点，但也存在一些挑战和问题。
SCR技术需要使用尿素溶液，这需要额外的尿素供应和储存设施。
SCR系统的安装和维护成本相对较高。
SCR技术对催化剂的质量要求较高，需要定期检查和更换。
SCR技术是一种在柴油机尾气后处理上应用广泛的技术，能够有效地降低柴油机排放的氮氧化物。
SCR技术具有高效降低氮氧化物排放、提高燃料经济性、良好的可靠性和持久性，以及适应性强等优点。
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用SCR技术（Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原）是一种通过注入尿素溶液来降低柴油机尾气中氮氧化物（NOx）排放的先进技术。
它在柴油机尾气处理方面有着广泛的应用。
柴油机尾气中的NOx排放是空气污染的主要原因之一，也是温室气体的主要组成部分之一。
NOx排放不仅对人体健康造成危害，还对大气环境和生态系统造成重大影响。
降低柴油机尾气中的NOx排放是保护环境和改善空气质量的关键任务之一。
SCR技术通过将尿素溶液喷入尾气中，与催化剂（通常是钒和钨）反应，将氮氧化物转化为氮、水和二氧化碳。
此过程中尿素溶液被称为还原剂，催化剂起到了催化剂的作用，促进氮氧化物的还原反应。
尿素溶液会通过选择性催化还原反应转化为氨气（NH3），NH3与NOx在催化剂的作用下发生氨气选择性催化还原反应，最终产生氮、水和二氧化碳。
1. 提高尾气排放净化效率：SCR技术可在大部分运行条件下将柴油机尾气中的NOx排放降低至10ppm以下，甚至更低。
相比其他尾气净化技术，SCR技术具有更高的效率和更广泛的适用性。
2. 降低燃料消耗：相比内燃机内部改进措施，SCR技术通过优化燃烧过程和减少NOx形成同时可以降低燃料消耗，并提高燃油经济性。
3. 符合环境法规要求：SCR技术可以有效降低柴油机尾气中的NOx排放，使柴油机符合国家和地区的环境法规要求。
这对柴油机制造商和用户来说都是一个重要的优势。
4. 高可靠性和低维护成本：SCR系统由催化剂和尿素喷射系统组成，设计简单可靠。
相应的维护成本也比较低。
5. 可与其他尾气净化技术组合应用：SCR技术可以与颗粒捕集器（DPF）等其他尾气净化技术结合使用，实现对颗粒物和氮氧化物的一体化净化，达到更好的尾气处理效果。
SCR技术在柴油机尾气处理上的应用可以有效降低尾气中的NOx排放，改善空气质量，保护环境。
随着环保要求的不断提高，SCR技术将在未来继续发挥重要作用，并成为柴油机尾气处理的主流技术。
潍柴国四柴油机SCR技术介绍PPT课件
03
潍柴国四柴油机SCR技术特点
高效SCR催化器
01
02
03
高转化效率
潍柴国四柴油机的SCR催 化器采用了高效催化剂， 确保更快速和更完全的 NOx转化。
耐久性强
经过精心设计和材料选择， SCR催化器具有较长的使 用寿命，减少了维修和更 换的频率。
适应多种工况
无论是在冷启动、热启动 还是高排放工况下，SCR 催化器都能保持良好的性 能。SC Nhomakorabea技术优势
SCR技术具有较高的氮氧化物转化效率，同时对燃油消耗 和发动机动力输出影响较小，是目前降低柴油机尾气中氮 氧化物排放的重要手段之一。
SCR技术应用情况
潍柴国四柴油机已经成功应用SCR技术，并实现了较低的 氮氧化物排放，符合国家排放标准要求，为我国柴油机减 排做出了积极贡献。
对未来发展的展望
精确的尿素喷射系统
精确控制
通过先进的传感器和控制系统，尿素 喷射量得到精确控制，确保与柴油机 排放的NOx完全反应。
防止结晶
易于维护
尿素喷射系统设计简洁，方便日常维 护和清洁。
系统具备防止尿素结晶的功能，确保 尿素喷射系统的可靠性和稳定性。
智能控制策略
实时监测与调整
潍柴国四柴油机的智能控制系统 能够实时监测发动机工况和排放，
根据需要自动调整尿素喷射量和 发动机运行参数。
故障诊断与预防
系统具备故障诊断功能，能够提前 预警潜在问题，提高发动机的可靠 性。
节能与优化
通过智能控制策略，发动机在保证 低排放的同时，也实现了燃油消耗 的优化，提高了经济性。
04
SCR技术在潍柴国四柴油机中的应用
案例
应用场景和效果
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用SCR技术，即选择性催化还原技术，是一种将尿素溶液喷射到尾气中与氮氧化物（NOx）进行化学反应的技术。
在SCR反应器中，尿素溶液与NOx发生化学反应，生成氨气和水蒸气，氨气与NOx在催化剂作用下发生还原反应，将NOx还原为无害的氮气和水。
SCR技术是目前降低柴油机尾气排放中最有效的一种方法之一，其工作原理简单、效果显著，因此得到了广泛的应用。
SCR技术在柴油机尾气后处理中的应用主要包括SCR反应器、尿素喷射系统和催化剂等部分。
SCR反应器是将尿素溶液与尾气进行混合反应的装置，尿素喷射系统用于控制尿素溶液的喷射量和喷射时间，确保SCR反应的良好进行，而催化剂则是SCR反应的关键部分，它能够加速SCR反应的进行，提高反应效率。
通过这些部分的协同作用，SCR技术可以有效降低柴油机尾气排放中的氮氧化物（NOx）。
SCR技术在柴油机尾气后处理中的应用具有多方面的优势。
SCR技术可以在较宽的温度范围内工作，适应不同工况下的尾气排放要求。
SCR技术对油品质量要求较低，不会受到硫等杂质的影响，因此适用范围较广。
SCR技术可以有效降低NOx的排放，减少对大气环境的污染，符合环保政策的要求。
SCR技术在柴油机尾气后处理中有着广阔的应用前景。
未来，随着技术的不断进步和环保政策的不断加强，SCR技术在柴油机尾气后处理中的应用将会更加广泛。
随着柴油机的不断发展，其工作温度和排放要求也会不断提高，SCR技术将会更好地适应这些要求。
越来越多的国家和地区将加大对尾气排放的控制力度，SCR技术将成为降低柴油机尾气排放的重要手段。
随着新能源技术的不断发展，SCR技术也将与其他环保技术相结合，形成更加完善的尾气处理系统，为环境保护事业做出更大的贡献。
潍柴SCR后处理系统资料重点
SCR后处理系统
ห้องสมุดไป่ตู้加热/冷却系统
当ECU通过尿素箱温度传感器判断出尿素结冰后， 发动机冷却液温度达到既定温度，ECU就会通电打 开冷却液电磁阀，热的冷却液就会流到尿素箱的热 交换器内对尿素进行解冻。
为了避免寒冷天气由于管路结冰或尿素结晶带来的 问题，SCR系统在寒冷天气运行过程中也会进行加 热，反复打开关闭冷却液电磁阀，使尿素箱内的液 温保持在一定范围内。
SCR系统的工作过程
如果不能够建压则要检查：
（1）催化剂温度超过标定的最小值（OK）：即 SCR_tUCatUst﹥SCRmon_tUCatUstMin_C （2）发动机状态：正常情况下SCRMon_stEng应为ON （发动机转速 EPm_nEng大于600rpm），如果为OFF状态，即：发动机转速EPm_nEng 小于200rpm
3、排气温度限值是多少？ 上游排气温度大于180度，尿素泵开始工作 4、尿素箱温度传感器、压力传感器、液位传感器、 上游温度传感器一定没有现行故障。环境温度传感 器故障有替代信号；NOx通讯故障也还会继续喷射； 电加热系统故障后是否喷射取决于环境温度，需要 加热刚好加热系统出了故障就不会喷射，当确认不 需要加热时，会继续喷射。 5、尿素压力限值是多少？ 工作压力6~13kg/cm2
注:泵转不建压，检查尿素回路
SCR系统的工作过程
• 等待加料：泵转，喷射阀关闭，料回到尿素罐（什么时候 开始喷，ECM决定）。
• 系统加料：加料条件（喷射阀有开和闭两种状态，每次开 和关的总时间是固定的，但是在总时间内开和关各自的时 间是可以变化的，通过改变开和闭各自的时间来改变尿素 喷射量。）
• 排空状态：（尿素罐本身有通气孔，不会因为结冰而被胀 坏，但是管子、喷射系统会被胀坏）开始：停机后等待一 段时间。过程：
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用SCR技术（Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原）是一种常用于柴油机尾气后处理的技术。
它通过在尾气中注入尿素溶液来减少氮氧化物（NOx）的排放，以满足环保要求。
SCR技术具有高效、可靠、低成本等特点，在柴油车辆中得到广泛应用。
SCR技术的原理是尿素在催化剂的作用下与尾气中的NOx发生化学反应，生成氨气和二氧化碳。
氨气与NOx反应生成氮气和水蒸气，从而达到降低尾气中NOx含量的目的。
这种选择性的催化还原过程可以在较低温度下进行，使得SCR技术在冷启动和城市交通等条件下具有良好的性能。
SCR技术在柴油机尾气后处理中的应用已经得到了广泛验证。
在柴油车辆中，SCR系统通常由尿素喷射装置、催化剂和尿素溶液储存器等组成。
尿素喷射装置会根据发动机的负荷和转速等参数来控制尿素溶液的喷射量，以满足不同工况下的排放要求。
催化剂通常使用铁、铜等金属的组合，以提高氮氧化物的催化还原效率。
SCR技术还可以和其他尾气净化技术相结合，以达到更好的净化效果。
柴油车辆中常常同时使用颗粒捕集器（DPF）和SCR系统。
颗粒捕集器可以捕集并降低柴油机尾气中颗粒物的排放，而SCR系统可以降低氮氧化物的排放。
这种组合可以达到更严格的排放标准，特别是在城市交通等条件下。
SCR技术的应用还面临着一些挑战和问题。
尿素溶液的储存和供应需要涉及额外的设备和成本。
尿素溶液有一定的挥发性，需要定期加注和补充，这对用户来说可能不太方便。
SCR系统对催化剂的要求较高，需要使用高效并且耐久的催化剂，以保证系统的工作稳定性和长寿命。
SCR系统的效果也受到催化剂的温度和化学反应速率的影响，对柴油机的工作条件有一定要求。
SCR技术在柴油机尾气后处理中具有重要的应用价值。
它能够有效降低柴油机尾气中的氮氧化物排放，并满足环保要求。
虽然SCR技术在实际应用中还面临一些挑战，但它的高效性和可靠性使得它成为柴油机尾气净化的重要技术之一。
潍柴国四SCR后处理常见故障及排除方法
目录SCR后处理故障排除指南 ...................................................................................................................................................... 错误！未定义书签。
目录1第一章概述 (3)1.1 SCR后处理概述 (3)1.2 SCR后处理原理 (4)1.3 SCR后处理组成 (4)第二章故障诊断与案例分析 (11)1.1 故障分类 (12)第一类故障：尿素压力建立失败 (13)第二类故障：尿素消耗少 (17)第三类故障：OBD扭矩限制与不可清除代码 (19)第四类故障：OBD灯 (26)第五类故障：尿素加热不放行 (27)第六类故障：NOx转化效率低 (29)第七类故障：NOx转化效率监测不放行 (32)第八类故障：NOx值测量不准确 (34)第九类故障：闻到一股氨气味 (34)第十类故障：尿素结晶 (35)第十一类故障：其他故障 (37)2.2 部件故障分析 (37)（一）尿素管及其接插件：易造成建压困难甚至建不起压力，SCR系统不工作，OBD灯亮，限扭等故障。
(37)（二）尿素泵：易造成不能正常建压和喷射，OBD灯亮，限扭等故障。
(37)（三）NOx传感器：易造成OBD灯亮，限扭等故障。
(38)（四）尿素各个加热继电器：易造成尿素加热不放行，SCR系统不工作等故障。
(38)（五）各个后处理的线束及接插件：各种现象。
(38)附：部件检测 (40)第三章潍柴动力蓝擎国IV柴油机闪码表 (45)3.1故障码的读取 (46)3.2手动清除故障码的方法 (47)3.3潍柴动力蓝擎国IV闪码表（通用于WP高压共轨系列柴油机） (48)第四章ECU针脚定义图及常规测量 ................................................................................................................................ 错误！未定义书签。
潍柴国四后处理系统介绍
2、SCR系统部件组成
2.1 SCR系统部件组成-尿素泵
2.2 SCR系统部件组成-喷嘴
2.3 SCR系统部件组成-尿素箱
2.4 SCR系统部件组成-SCR箱
SCR箱包含三个部分：载体、催化剂、封装
2.5 SCR系统部件组成-尿素管路
2.6 SCR系统相关传感器
氮氧传感器
排温传感器(0-1000℃)
ECU端子号
K75 GND K54 K59 K53 K76 BAT+
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
5、国IV车上的故障灯
闪码灯：也可叫做SVS灯，作用同国III，用于读取故障码，包括后 处理故障；标志各厂家不统一，福田：SVS
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： 1、尿素用尽 2、反应剂定量喷射动作中断 3、反应剂质量差 4、反应剂消耗量过低 5、不正确的EGR流量，或EGR不起作用 6、高NOx排放
3、BOSCH系统对OBD的支持
2、标定设备的变化
V6.2
ES581
软件 ➢ 变量与EDC7不同，轨压、喷射部分相同 ➢ INCA5.4不能进行EDC17的标定
ES590（CAN线）
硬件 ➢ 刷写通过CAN,诊断接口增加CAN线连接 ➢ ES585不能进行EDC17的标定
3、诊断接口的变化
诊断接口序 号 1 4 6 7 9 14 16
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
潍柴国四柴油机SCR技术介绍PPT课件
3
国四排放标准实施时间
说明国四排放标准的实施时间及对不同机型的要 求。
柴油机排放污染物及危害
柴油机排放污染物种类
01
列举柴油机排放的主要污染物，如一氧化碳、碳氢化合物、氮
氧化物和颗粒物等。
污染物危害
02
分别阐述各种污染物对人体健康、大气环境和气候变化等方面
SCR技术是柴油机尾气后处理技术之一，可有效降低柴油机NOx排放。
关键部件及功能解析
01
02
03
04
催化器
SCR系统的核心部件，内部装 有催化剂，用于促进NOx与
还原剂的反应。
还原剂喷射系统
负责将还原剂（如尿素溶液） 喷入排气系统中，与NOx进
行反应。
传感器与控制系统
监测柴油机排气中的NOx含 量、温度、压力等参数，并控 制还原剂的喷射量和时机。
集成多种传感器，实时监测发动 机和SCR系统状态，确保稳定运
行。
具有自适应功能，能够根据实际 运行状况自动调整控制策略。
故障诊断与保护功能设置
具备完善的故障诊断功能，可 实时监测并显示系统故障。
采用多重保护措施，确保系统 在异常情况下能够安全停机。
可通过远程监控平台实现故障 预警和远程诊断功能。
04 SCR系统性能评价与试验 方法
合理设计排气管道的走向和直径，以 降低排气阻力和背压，提高SCR系统 的效率。
安全防护
在系统周围设置安全防护措施，避免 高温、高压等危险情况的发生。
03 潍柴国四柴油机SCR系统 特点
高效低耗设计理念体现
采用高效SCR催化器， 降低排气背压，减少 功率损失。
应用先进的热管理系 统，减少辅助能耗， 提高系统效率。
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用(2014-2015学年第2学期) XXXX大学研究生课程论文课程论文题目：SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用课程名称内燃机燃烧与排放控制课程类别□学位课□非学位课任课教师XXX所在学院车辆工程学院学科专业车辆工程姓名XX学号提交日期2015年5月11日目录摘要 (2)1.引言： (2)2.目前柴油机排放污染物的控制技术路线 (3)2.1EGR+ DPF 路线 (3)2.2优化燃烧+SCR 路线 (3)3.柴油机SCR技术及其发展 (4)3.1国外柴油机SCR 技术的研究与应用现状 (4)3.2国内柴油机SCR 技术的研究与应用现状 (4)4柴油机SCR技术的实现 (5)4.1 SCR技术 (5)4.2SCR关键技术的发展 (7)4.2.1催化转化器 (7)4.2.2尿素喷射系统 (8)5.SCR后处理系统对柴油机颗粒物成分的影响 (9)6.发展前景 (10)参考文献 (10)SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用摘要：随着人们对环境问题的关注，排放法规日益严格，对重型柴油机排放控制技术的研究具有重要意义。
在欧洲，“优化燃烧+选择性催化还原（Selective Catalytic Reduction，简称SCR）”的排放控制技术以其燃油经济性好、抗硫中毒能力强等优点，已成为重型柴油机满足欧IV欧V排放标准的主流技术路线。
在我国，随着国IV国V 排放法规的推进，SCR 技术也正在成为国内发动机排放技术研究的一大热点。
为了提高SCR系统的控制性能，开发满足国V排放法规的SCR系统。
本文首先对目前柴油机排放污染物的控制技术路线进行分析，对1EGR+ DPF 路线和优化燃烧+SCR 路线进行了阐述，并探究了柴油机SCR技术在国内外的研究和发展情况。
而后有针对性的对SCR技术以及其系统中关键技术进行分析。
文章最后，对目标发动机进行实验，采用欧洲瞬态循环（ESC）技术，通过气相色谱质谱联用仪、电感耦合等离子体质谱仪、离子色谱仪对安装了SCR后处理系统前后的排气颗粒物成分包括SOF、重金属、阴离子进行了实验分析。
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用SCR技术（选择性催化还原技术）是一种广泛应用于柴油机尾气后处理中的成熟技术。
它通过在柴油机尾气中引入尿素溶液并与氨气反应，将NOx（氮氧化物，主要是氮氧化氮和氮氧化物）催化还原为氮和水，从而实现对排放物的净化。
SCR技术的应用可以有效地降低柴油机产生的NOx排放物，使其达到更严格的排放标准。
在SCR系统中，尿素溶液被加入到排气管中的催化剂，催化剂将尿素分解为氨气，而氨气则与NOx发生化学反应。
这种化学反应是非常高效的，可以将NOx的排放降低到可接受的水平。
SCR技术的优点之一是具有高催化效率和较低的能耗。
催化剂可以将NOx降解为无害的氮和水，而不会产生有害的二氧化氮。
SCR技术还可以在各种工作条件下有效运行，包括低温和高温条件。
SCR系统可以在各种柴油机应用中广泛使用。
SCR技术的应用领域非常广泛，包括轻型和重型柴油车辆、柴油发电机组和柴油工程机械等。
在柴油车辆中，SCR系统通常与颗粒捕集器（DPF）和氧化催化剂（DOC）等其他排放控制技术一起使用，以实现更高的排放净化效果。
在柴油发电机组中，SCR技术可以大幅降低NOx排放，改善环境空气质量。
在柴油工程机械中，SCR系统可以提高机器的工作效率，并降低其对环境的影响。
为了确保SCR系统的有效运行，需要定期维护和保养。
尿素溶液的添加、催化剂的更换和系统的检测和调整都是维护SCR系统的关键步骤。
SCR系统的稳定性和耐久性也是关键因素，需要进行严格的测试和验证。
SCR技术在柴油机尾气后处理中的应用是非常重要的。
它可以有效减少柴油机产生的NOx排放，改善空气质量，保护环境。
随着环保要求的不断提高，SCR技术将在未来得到更广泛的应用。
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用
SCR技术是一种广泛应用于柴油机尾气后处理的成熟技术，它能够有效地控制氮氧化物（NOx）的排放，减少环境污染和对健康的影响。
SCR技术的原理是通过将尿素等还原剂喷入尾气中，使其与NOx反应，生成氮气和水蒸气，并减少对环境的污染。
SCR技术需要使用SCR催化剂来催化还原剂和尾气中的NOx 反应。
该催化剂主要由钨、钼、铼等金属组成的氧化物和特殊的载体材料组成。
尾气经过催化剂后，NOx的排放量会大幅度降低，达到国家标准。
SCR技术的优点主要有以下几点：首先，它可以在不影响柴油机的性能和燃油经济性的情况下，实现排放标准；其次，SCR催化剂寿命长，维护成本低；再次，催化剂可以自我再生，延长使用寿命；最后，SCR技术适用于不同功率和应用场景的柴油机。
虽然SCR技术有很多优点，但是它也存在一些缺点。
首先，SCR技术需要专门的催化剂和喷射器等设备，建立起完整的系统需要一定的适应期；其次，SCR技术需要在车辆的燃油系统中添加还原剂，如尿素，增加了油耗和成本；最后，SCR技术的操作需要严格控制催化剂的温度，避免温度过高或过低，对催化剂起到破坏性的作用。
目前，SCR技术在柴油机尾气后处理上已经得到广泛应用，逐渐成为柴油机等内燃机的主流技术。
对于汽车制造商和用户而言，SCR技术已经成为了一个避免排放过度的解决方案。
在今后的发展中，随着环保标准的提高和技术的进步，SCR技术将进一步完善和发展，并成为一个更加高效和可靠的技术。
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用SCR技术（Selective Catalytic Reduction）是一种尾气后处理技术，主要用于柴油机的尾气净化。
它通过将氨（NH3）溶液喷射到尾气中，利用催化剂将尾气中的氮氧化物（NOx）转化为氮气（N2）和水蒸气（H2O），从而达到减少尾气中有害气体排放的目的。
本文将详细介绍SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用。
我们将介绍SCR技术的基本原理。
SCR技术主要由催化剂、还原剂和催化剂处理系统三部分组成。
催化剂是SCR技术的核心，它能够催化氨与尾气中的NOx发生还原反应。
还原剂一般采用尿素水溶液，通过喷射系统将其喷入尾气中，与催化剂一起完成NOx的转化。
催化剂处理系统包括催化剂的喷射系统、催化剂的恒温控制系统和氨气传感器等。
在SCR技术中，尾气经过氨喷射系统喷入催化剂中，催化剂上的氨与尾气中的NOx反应生成氮气和水蒸气。
尿素水溶液通过喷射系统进入尾气中，尿素在尾气中分解生成氨，再与NOx发生反应。
催化剂同时也可以催化尾气中的颗粒物，使其得到有效的氧化。
SCR技术能够有效降低柴油机尾气中的NOx排放。
NOx是一种主要的大气污染物，会对人体健康和环境造成严重影响。
SCR技术通过将NOx转化成氮气和水蒸气，能够减少尾气中有害气体的排放，达到清洁环保的效果。
SCR技术具有高效的氮氧化物还原能力。
由于催化剂的存在，SCR技术能够将尾气中的大部分NOx转化成无害的氮气和水蒸气，而且反应效率高，可以达到90%以上。
与其他尾气净化技术相比，SCR技术在NOx的还原能力上具有明显优势。
SCR技术具有灵活性强的特点。
SCR技术可以根据不同的工况和排放标准进行调整和优化，以满足不同使用环境下的要求。
SCR技术还可以与其他尾气净化技术相结合，形成综合的尾气净化系统，提高整体的净化效率。
SCR技术也存在一些问题和挑战。
SCR技术需要使用尿素水溶液作为还原剂，需要额外的设施和设备来存储和供应尿素。
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用SCR技术全称为选择性催化还原技术（Selective Catalytic Reduction），是一种通过催化剂将尾气中的氮氧化物（NOx）转化为无害氮气和水的方法。
SCR技术已经被广泛应用于柴油机尾气后处理中，有效降低了柴油车尾气中的有害物质排放。
SCR技术的基本原理是通过将尿素溶液喷入尾气中，其中的尿素与催化剂反应，生成氨气。
氨气与尾气中的NOx反应，催化将其还原为无害的氮气和水。
SCR技术具有高效、可靠、稳定、环保的特点，并且适用于各种工作条件和负荷。
SCR技术能够显著减少柴油机排放的氮氧化物。
尾气中的氮氧化物是大气污染的重要源头之一，对人体健康和环境造成严重危害。
通过使用SCR技术，柴油机的氮氧化物排放可以降低80%以上，大大减少了对环境的污染。
SCR技术能够提高柴油机的燃烧效率和动力性能。
柴油机燃烧过程中产生的氮氧化物会影响到燃烧效率和动力输出。
通过降低尾气中的氮氧化物含量，SCR技术可以减少燃烧过程中的能量损失，提高柴油机的燃烧效率和动力性能。
SCR技术还可以减少柴油机的油耗和提高使用寿命。
尾气中的氮氧化物会与柴油机内部的排气系统反应，产生硫酸等腐蚀性物质，加速排气系统的老化和损坏。
采用SCR技术后，由于尾气中的氮氧化物大幅减少，可以降低油耗和排气系统的腐蚀速度，延长柴油机的使用寿命。
SCR技术具有灵活性和适应性强的特点。
不同型号的柴油机可根据自身需求选择不同规格和型号的SCR系统。
SCR技术还可以与其他尾气净化技术结合使用，如颗粒捕集器（DPF）等，进一步提高尾气的净化效果。
SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用极为广泛。
它通过催化剂和尿素溶液的反应，在柴油机尾气中去除氮氧化物，使尾气排放更加环保。
SCR技术的应用不仅有效降低了柴油机尾气的有害物质排放，还提高了柴油机的燃烧效率和动力性能，减少了油耗，延长了使用寿命。
SCR技术在环保、经济和可持续发展方面的优势，使其在柴油机尾气后处理领域得到了广泛应用。
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1 控制单元
DeNOx2.2系统将 控制单元集成到ECU 中，降低了成本， 也 避 免 了 DeNOx2.2 系 统 中 因 DCU 与 ECU CAN通讯中断而导致 系统无法工作的可 能。
发动机和车辆 功能传感器
发动机和车辆 功能
发动机和车辆功 能执行器
尿素液位传感器 尿素箱温度传感器 尿素泵压力传感器
尿素箱过滤不充分引起的后果
图2 尿素泵主滤芯过滤到的尿素溶液中的杂质
过滤要求
潍柴国Ⅳ柴油机SCR技术匹配应用介绍
存在的常见问题汇总及解决措施
尿素箱加注口的污染
图3 尿素箱加注口附近的杂质
潍柴国Ⅳ柴油机SCR技术匹配应用介绍
存在的常见问题汇总及解决措施
尿素喷嘴附近
图4 喷嘴周围的污染物
潍柴国Ⅳ柴油机SCR技术匹配应用介绍
5 [g/(kW·h)]
0.04
0.08
国Ⅲ (2007)
0.12
国Ⅳ (2010 ?)
0.16 国Ⅴ (2012 ?)
0.20
中国
重型柴油机排放法规及主要技术路线
柴油机排放污染物的控制技术
• 机内净化技术
（1）燃烧室的优化和改进 （2）电子控制燃油喷射技术 （3）增压技术 （4）多气门技术
• 机外控制技术
过滤体对燃油硫含量比较敏感 油耗比国Ⅲ机型略有升高 DPF为防止堵塞需要再生 不需要基础建设
¾ 排放法规及当前达国Ⅳ排放的主要技术路线 ¾ 尿素SCR技术工作原理与组成 ¾ 潍柴SCR后处理系统应用介绍 ¾ 潍柴SCR技术应用研究工作思路和规划
尿素SCR技术工作原理与组成
SCR技术的反应原理
尿素水解为氨气：（尿素喷射系统） (NH2)2CO + H2O → 2NH3 + CO2 (要求温度200℃以上)
液，DIN70070标准）
加注口
传感器
通气口
放尿素塞
潍柴国Ⅳ柴油机SCR技术匹配应用介绍
SCR系统尿素存储单元（尿素箱）
5 尿素箱总成 尿素箱液位温度传感器：
能够监测尿素溶液温度 能够通过发动机热水对尿素溶液加热 能够监测液位高度，满液位和零液位、空罐时向ECU发出报
警信号
4针插接件
潍柴国Ⅳ柴油机SCR技术匹配应用介绍
潍柴国Ⅳ柴油机SCR技术匹配应用介绍
规划
¾ 近期工作思路和规划 ¾ 中、长期工作思路和规划
潍柴国Ⅳ柴油机SCR技术匹配应用介绍
近期工作思路和规划
¾ 与主机厂和供应商积极沟通和交流，寻找和解 决系统匹配过程中存在的问题，完善SCR系统的 匹配应用
¾ 消化吸收博世SCR技术文件，形成企业应用规范
¾ 搭建SCR后处理系统评价和测试实验台，独立于 发动机加强催化剂、尿素解冻、尿素泵和喷嘴 等关键环节的研究
• 尿素的清洁度和过滤 • 喷嘴座的布置位置和焊接角度 • 排气管的形状和走向 • SCR催化器的结构形式 • 各关键部件的相对位置 • 线束和尿素管路的固定、走向布置
可靠性问题 规范性问题（管径和SCR催化器尺寸、考核办法、技术要求等方面）
潍柴国Ⅳ柴油机SCR技术匹配应用介绍
存在的常见问题汇总及解决措施
潍柴国Ⅳ柴油机SCR技术匹配应用介绍
23
8 7
潍柴国Ⅳ柴油机SCR技术匹配应用介绍
SCR系统尿素喷射单元（尿素喷嘴）
3 尿素喷嘴
DeNOx2.0系统尿素喷射单元
DeNOx2.2系统尿素喷射单元
压力管接头
回流管接头
尿素管接头
喷射阀电子接头
冷却水管接头
冷却器体
隔热板
喷射阀电子接头
DeNOx2.2系统喷嘴靠发动机冷却水冷却，冷却比较可靠；DeNOx2.0系
潍柴技术路线的选择
9 SCR可以通过优化燃烧降低燃油消耗 9 SCR技术对硫不敏感 9 SCR技术国Ⅳ、国Ⅴ发动机平台继承性强 9 还原剂尿素产品易于获得 9 SCR技术具有明确的发展方向
鉴于SCR技术的优势，并考虑我国实际情况，潍柴选用SCR技术作为 实现国Ⅳ、国Ⅴ排放的主要技术路线。
潍柴国Ⅳ柴油机SCR技术匹配应用介绍
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
尿素SCR技术工作原理与组成
选择性催化还原技术 - SCR
SCR系统组成
¾ 尿素控制单元 ¾ 尿素泵 ¾ 尿素喷嘴 ¾ 排气连接管 ¾ 尿素箱总成 ¾ 尿素液力管路 ¾ 电气连接 ¾ SCR催化转化器 ¾ 传感器 ¾ …………
重型柴油机排放法规及主要技术路线
重型柴油机排放法规的发展
美国 US 2010 US 2007
54
3
JP 2005
JP 2008
日本
PM US 2004
2
1
JP 2003
[g/(kW·h)]
欧洲
0.16
EU5 (2008)
0.12
0.08
EU3 (2000)
EU4 (2005)
0.04
NOx
12
3
4
PM -g/kW·h
0.10 0.08 0.06
With EGR
Without EGR
高压喷射 + EGR + DPF 超高压喷射 + EGR + DPF 超高压喷射 + 优化燃烧 + SCR
0.04
0.02 0 EU 6 0
EU 5
EU 4
EU 3
2.0
4.0
6.0
NOx -g/kW·h
¾ 通过多方渠道，了解其它发动机厂的应用和研 究情况
潍柴国Ⅳ柴油机SCR技术匹配应用介绍
近期工作思路和规划——解决问题
目前主机厂和潍柴之间的问题主要集中在以下几个方面： ¾ 缺件（主要是博世的ECU、尿素泵和喷嘴） ¾ 尿素泵、喷嘴的安装位置和要求 ¾ 排气管路的布置和设计要求 ¾ 线束和管路的走向及固定要求 ¾ 接插件型号和供货状态 ¾ SCR催化转化器的布置和设计要求 ¾ 尿素箱的解冻和清洁度 ¾ 功能标定、故障和OBD
8.0
10.0
From SAE 2003-01-3244
重型柴油机排放法规及主要技术路线
SCR技术和DPF技术的对比
SCR
EGR + DPF
国Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ可以采用相同的发动机平台 发动机本体变化较大，需要较大的中冷器空间
催化剂对燃油硫含量不敏感 油耗比国Ⅲ机型可下降约5~7% 需要控制氨泄漏，以防造成二次污染 需要尿素加注站等基础建设 需要解决低温下尿素结晶问题
潍柴国Ⅳ柴油机SCR技术匹配应用介绍
SCR系统尿素供给单元（尿素泵）
2 尿素泵
1. INLET：从尿素箱至尿素泵
2. BACKFLOW OUTLET：从尿素 泵至尿素箱
3. OUTLET：从尿素泵至尿素喷嘴 4
4. 压力补偿单元
5. 线束固定孔
5
6. 电器接口 6
7. 尿素过滤器
8. 固定螺栓孔
1
存在的常见问题汇总及解决措施
潍柴国Ⅳ柴油机SCR技术匹配应用介绍
存在的常见问题汇总及解决措施
潍柴国Ⅳ柴油机SCR技术匹配应用介绍
存在的常见问题汇总及解决措施
问题和不足：
¾ 线束没有进行固定， 第一个固定点距离不 符合要求；
¾ 加热管的固定点的选 取不符合要求。
潍柴国Ⅳ柴油机SCR技术匹配应用介绍
DeNOx2.2系统尿素供给单元 电气接口
电气接口
DCU
压力补偿
至尿素喷嘴
自尿素箱
DCU通过CAN线与ECU通讯，控制尿素 的喷射时间和喷射量
喷射频率4Hz 具有自动倒吸功能 系统压力为5bar（相对）
至喷嘴
至尿素箱
自尿素箱
系统压力：9bar（相对） 泵单元解冻时间：<30min/-25度 喷射频率：1Hz 倒吸时间：<90s
统依靠尿素冷却，需要保证尿素箱内至少有5%的尿素液位，而且在系统不 能正常工作或喷嘴因尿素结晶而堵塞时，容易造成喷嘴的烧坏。
潍柴国Ⅳ柴油机SCR技术匹配应用介绍
SCR系统尿素喷射单元（尿素喷嘴）
3 尿素喷嘴
尿素喷射单元（DM） 喷雾示意图
DeNOx2.0系统的喷雾中心线和喷嘴中心线 存在一个22º的夹角，在排气管上进行座孔 焊接时要严格按照设计要求。
驱 动
上游温度传感器
环境温度传感器
喷射策略 喷射控制
尿素喷射阀 驱 尿素泵电源线与地线 动 泵的控制
反转阀 尿素箱加热阀 泵加热及管路加热
CAN油机SCR技术匹配应用介绍
SCR系统尿素供给单元（尿素泵）
2 尿素泵
DeNOx2.0系统尿素供给与控制单元
DeNOx2.2系统的喷雾 中心线和喷嘴中心线在 同一直线上，对安装角 度的要求减弱。
潍柴国Ⅳ柴油机SCR技术匹配应用介绍
SCR系统尿素存储单元（尿素箱）
5 尿素箱总成
型号：KRN-35 规格：200×560×588 容积：35L 组成：尿素箱、温度传感器、液
位传感器、加热装置 尿素：Ad-Blue（32.5%尿素水溶
¾ 颗粒物的过滤净化技术
（1）氧化催化技术 （2）连续再生捕集技术 （3）颗粒物的捕集技术
¾ 氮氧化物的净化技术
（1）等离子体辅助催化还原NOx技术 （2）稀混合气NOx捕集技术 （3）选择性催化还原技术