陕重汽国Ⅳ产品介绍(PPT 50页)

为了防止催化消声器内部陶瓷载体免受剧烈震动，安装系统需要采取减 震设计，催化消声器支架与车辆大梁之间需要使用弹性减震装置。涡轮增压 器出口和催化消声器之间使用金属软管链接，可使催化消声器内的催化器免 受震动。
陶瓷载体
我公司使用的SCR箱
SCR后处理的外形一般有方形、圆形两种，方形结构一般用于重型车 辆，圆形结构一般用于轻型卡车、客车。可以根据整车布置要求定制， 但需要一定的研发周期和远高于国三消声器的费用。
陕重汽国Ⅳ产品介绍
汽车工程研究院 2013年2月
一、国Ⅳ排放升级背景 二、国Ⅳ排放技术路线介绍 三、我公司国Ⅳ产品特点 四、后处理系统特点 五、国Ⅳ电器系统特点
一，国Ⅳ排放升级背景
国IV排放标准是国家第四阶段机动车污染物排放标准，我国的汽车排放 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，从下面的表格中我们可以看到，国Ⅳ标准比国Ⅲ对排放 物（PM、NOX）的要求更为严格。
新增系统 燃油含硫量控制 油耗
配套设施 其他问题
优化燃烧+SCR 国Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ可以采用相同的发动机平 台 尾气后处理系统+车载诊断系统（OBD）
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%，考虑到 尿素的消耗，也可节约2~3% 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
EGR + DPF/DOC 发动机本体变化较大，需要较大的中冷 器空间 冷却EGR+车载诊断系统（OBD）
国家环保部发布最新公告，按原计划（2012年1月1日）在北京市、上海市销售 和注册的、用于公交、环卫和邮政用途的装用压燃式发动机汽车，实施国四标准， 停止销售和注册登记不符合国Ⅳ标准要求的相关车辆；自2013 年7 月1 日起，所有 生产、进口、销售和注册登记的车用压燃式发动机与汽车必须符合国Ⅳ标准的要求。
过滤体对燃油硫含量比较敏感 油耗较国Ⅲ机型升高
炼油工业降低硫含量的设备改造 冷启动困难，各工况不均匀
4、国外重卡企业技术路线
5、国内重卡企业技术路线——SCR
解放
东风
重汽
欧曼
一、国Ⅳ排放升级背景 二、国Ⅳ排放技术路线介绍 三、我公司国Ⅳ产品特点 四、后处理系统特点 五、国Ⅳ电器系统特点
三，我公司国Ⅳ产品特点
目前产品已覆盖德龙F3000牵引车、自卸车、载货车、搅拌车及其他专用车，WP10、 WP12、ISM发动机，奥龙系列覆盖牵引车、自卸车、载货车、搅拌车及其他专用车， WP10发动机；M3000系列覆盖牵引车、自卸车、载货车，WP10发动机。
2、我公司国Ⅳ产品系谱：
3，国Ⅳ相比较国Ⅲ新增加的主要零部件 1）、尿素箱及其安装、固定支架 2 ） 、尿素喷射泵、固定支架 3 ） 、尿素喷嘴、固定支座 4 ） 、SCR后处理器（具消声功能） 5 ） 、尿素流动管路及辅助加热装置 6 ） 、尿素箱尿素加热管路 7 ） 、断水电磁阀 8 ） 、空气滤清器（康明斯） 10 ） 、各种传感器（OBD、温度等）
4、化学反应原理
采用尿素水溶液作为还原剂，尿素在高温下分解成成NH3和CO2，产生的NH3作 为还原剂，将废气中的NOx还原成N2的过程。
SCR： Selective Catalytic Reduction
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)
支架
尾气后处理器
4，国Ⅳ后处理系统在整车上的布置特点
国Ⅳ车型的整车布置相对于国Ⅲ车型，重点在于尿素箱、SCR箱、尿素泵 的布置，因为国Ⅳ后处理系统的开发采用模块化开发的方式，因此在整车上的 布置也具有系列化的纵梁一轴之后，双前轴车辆布置在二轴后，尿素计量泵统一布置在车架内 侧第一横梁位置。
尿素箱还提供了液位和温度感应装置。系统诊断、空罐指示、尿素用量监控和驱 动仪表板仪表都需要有连续的液位传感器。当尿素箱内液位到最低点以下时，将发出 液位警告。如果尿素箱变空，将发出空罐警告。液位传感器能检测出3.0升的尿素箱 容积变化。溶液温度传感器将监测尿素水溶液的温度，以确定何时启动尿素箱加热器 ，以及检测加热器工作是否正常和过热。如果溶液温度低于0摄氏度，将启动加热器 ，在温度升到7摄氏度之前加热器将保持打开。尿素箱上部设有通气阀，用于平衡尿 素箱内外气体压力。尿素箱内装有尿素溶液粗滤器，以防止大于0.1mm的大颗粒进入 喷射系统。尿素箱的底部设有残液放出螺栓孔。
1、陕汽国Ⅳ进展
经过对SCR、EGR两种技术实现方案进行对比分析，并结合我国国情，我公司联合康 明斯、潍柴确定陕汽国Ⅳ车型采用SCR技术路线，从2007年开始，便开始康明斯国Ⅳ产 品的开发工作，截至2011年年底，我公司已完成了康明斯国Ⅳ主销车型的设计开发、试 制、试验及样车试销，潍柴系列主销车型的设计开发、试制试验、生产准备及小批量验 证，目前已能满足市场的批量需求
康明斯
潍柴
牵引车：
自卸车：
一、国Ⅳ排放升级背景 二、国Ⅳ排放技术路线介绍 三、我公司国Ⅳ产品特点 四、后处理系统特点 五、国Ⅳ电器系统特点
四，我公司国Ⅳ产品后处理系统特点
1、潍柴国Ⅳ后处理系统的组成
潍柴SCR系统主要包括控制单元、尿素的供给与喷射单元和催化还原反应 单元三个部分，系统组成及布局如下图所示。控制单元与发动机的控制单元（ ECU）集成在一起，主要是用来完成尿素的供给与喷射单元、催化还原反应单 元及发动机之间的通讯连接和控制；尿素的供给与喷射单元主要包括尿素箱、 尿素泵、尿素喷嘴、加热组件及连接管路和线路，用来来完成尿素溶液能够根 据需求定时定量地喷射到排气气流中，并保证尿素溶液的充分雾化和分解；催 化还原反应单元包括SCR 催化转化器、排气连接管及排气温度传感器和NOx 传 感器等，用来将发动机排气中的主要有害成分氮氧化物还原为氮气。
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
5、催化消声器
我公司国Ⅳ车型使用的催化消声器是一个集催化器和消声器于一体的催化消
声装置（还可根据需要集成大箱底板加热功能），代替了传统的消声器系统 。催化消声器内部有三个串联并相互独立的单元组成，包括氨扩散器、催化 器和消声器。扩散器负责将带有氨的排气均匀的分布在催化器的表面，催化 器负责加速NOX的还原，消声器消除发动机排气系统的噪音。为了防止氨气 腐蚀，催化消声器整体采用不锈钢材料制造，其内部催化器工作过程中需要 表面最低温度达到200℃，因此布置时应尽量靠近发动机，催化器入口必须 位于距增压器出口1～4m的地方。催化器前后设有两个温度传感器，用于检 测催化器前后温度，以此来判断催化器表面温度，确定AdBlue（尿素水溶 液）的喷射量。
一、国Ⅳ排放升级背景 二、国Ⅳ排放技术路线介绍 三、我公司国Ⅳ产品特点 四、后处理系统特点 五、国Ⅳ电器系统特点
二，国Ⅳ排放技术路线介绍
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，压燃式柴油机由于柴油及其燃烧方式的特征，排放的HC、CO相对汽 油机少很多，但排放的NOx和PM大量并存。因此，柴油机排放控制的重点应该是降低 颗粒物和NOx的排放量。为了满足欧Ⅳ及以上排放要求，柴油机单靠燃烧改进等机内 净化技术已经很难满足越来越严格的排放法规，尾气必须通过柴油机外的排放后处 理装置才能达标。 根据汽车工业发达国家的发展经验， 当前主要有两条技术路线： EGR+DPF/DOC路线（美国路线） 优化燃烧+SCR路线（欧洲路线）
当起动钥匙关闭后，康明斯计量泵
会继续运转30s,利用压缩空气将管路中
的尿素溶液吹净，避免因尿素溶液结晶
而造成管路堵塞，潍柴计量泵是非压缩
气清洁系统，需30s左右钥匙关闭通电 清洁。
计量泵的安装位置的震动加速度需小于6G，如不满足要求需使用减震垫 。计量泵只能安装在一个方向上，在底盘上的位置必须保证Z轴垂直，使用四 个螺栓固定（潍柴用三个螺栓），安装平面度要求0.5毫米以内。在车辆上安 装时，计量泵一般不需要专门防护。建议将其安装在雨水飞溅和泥污较少的 位置，避免过多的暴露或对电器接头和液体接头造成潜在的损坏。如果计量 泵位于容易受损的位置，须有防护罩。
① 潍柴发动机 国Ⅳ后处理 系统
尿素箱 总成
喷嘴
尿素箱支架 计量泵支架
进液管 回液管 喷射管
SCR箱支架
计量泵
发动机
紧固带 底座
隔热板 后处理器总成
② 康明斯发动机国 Ⅳ后处理系统
水管及 接头
尿素箱
支架
发动机
排气管
回液管
计量泵
进液管
喷射管
喷嘴、喷射底 座及固定螺母
上下支 架
油气分离器
储气筒 隔热板
尿素箱安装与油箱同侧，距离油箱近一些，方便加液。但不能贴在一起 ，因为油箱温度较高，有可能加热尿素溶液，引起其性质变化，造成后处理 系统不能正常工作。罐体要采用竖直布置形式，上方留出空间便于清洗罐中 的滤清器，同时尿素溶液的加注口应朝外，便于加液。尿素箱布置要远离热 源，布置时留出尿素管路走向空间。尿素箱不能布置在整车的最低点，采用 支架给尿素箱以支撑。
1，EGR + DPF技术路线
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。
潍柴尿素喷射泵
康明斯尿素喷射泵