汽车柴油机排放控制系统
第六章 掌握柴油机的进排气控制系统结构原理及检修方法
第六章 掌握柴油机的进排气控制系统 结构原理及检修方法
❖ ．学习目标 ❖ 1.掌握柴油机的空气预热系统 ❖ 2.掌握柴油发动机的进气控制系统 ❖ 3.掌握柴油机的增压控制系统 ❖ 4.掌握柴油机废气再循环控制系统 ❖ 5.掌握柴油机尾气净化处理系统
一、废气涡轮增压系统
废气涡轮增压系统的功用是利用废气的能量，通过增 压器将发动机的进气先进行压缩，使增压后的空气密度 增大，实际充入的空气量增加（见图6-18和图6-19）。 这样，可以向气缸内喷入更多的燃料并能获得充分燃烧 ，因此提高了柴油机的输出功率。
图6-18废气涡轮增压器在汽车上的应用
图6-19废气涡流增压系统示意图
的一种增压控制系统。典型的电子控制式惯性增压系统 如图6-27所示。它主要由各种传感器、电子控制单元、 电磁阀空气室空气控制气缸、控制阀等组成。
图6-27电子控制式惯性增压系统
一、废气再循环控制系统的作用
EGR系统工作时，将一部分废气引入进气系统， 与新鲜的燃油混合气混合，使混合气变稀，从而降 低了燃烧速度，燃烧温度随之下降，从而有效的减 少NOX的生成，如图6-28所示。其关键部件是EGR 阀，其实物如图6-29所示。
1.涡轮增压器的结构 涡轮增压器一般由涡轮部分、中间壳体、压气机部
分三大部分组成（见图6-20）。
图6-20废气涡轮增压器的组成
2.中冷器的结构 废气涡轮增压系统一般加装有中冷器，以便对从涡
轮增压器压气机出来的温度升高的空气进行冷却，以 提高空气的密度，提高发动机的充气效率。其实物如 图6-21所示。
二、可变截面涡轮增压器
可变截面涡轮增压器的结构如图2-23所示。
图6-23可变涡轮增压系统的结构
柴油机进排气系统
第五部分 柴油机进排气系统 五、排气旁通阀
旁通阀控制膜盒
排 气 压 力
情景一：涡轮增压技术
放气阀门
接压气机出口
膜 片 上 压 力
弹簧作用力
旁通阀控制膜盒
第五部分 柴油机进排气系统 五、排气旁通阀
情景一：涡轮增压技术
旁通阀控制膜盒
当旁通阀处于关闭 状态时，所有排气均经 过废气涡轮；当旁通阀 处于开启状态时，只有 部分废气经过废气涡轮。
第五部分 柴油机进排气系统
情景一：涡轮增压技术
五、排气旁通阀 为什么要设置旁通阀？
为了避免“过增压”现象和“增压不足”现象的发生，在 涡轮增压器上就设计了废气旁通装置，它是通过一系列机构， 在压气压力过高时，设法减少去向涡轮的废气，以降低涡轮 转速，从而限制进压气机的压气；而在压气压过低时，则增 加去向涡轮的废气，以提高涡轮转速，从而增加进压气机的 压气。
废气涡轮增压器是由废气驱动的涡轮、径流式压气机和废气旁通阀机构 组成的。
涡轮叶片
压气机叶片
第五部分 柴油机进排气系统
情景一：涡轮增压技术
四、涡轮增压器
废气涡轮增压器是由废气涡轮驱叶动片的涡轮、径流式压气机和废气旁通阀机构 组成的。
压气机叶片
废气旁通机构
第五部分 柴油机进排气系统
情景一：涡轮增压技术
增加，充量增大，配合 中冷技术、高压燃油喷 射、电控共轨喷射、多 气门技术等，可更有效 地控制微粒的排放。
第五部分 柴油Leabharlann 进排气系统情景一：涡轮增压技术
四、涡轮增压器
废气涡轮增压器是由废气驱动的涡轮、径流式压气机和废气旁通阀机构 组成的。
第五部分 柴油机进排气系统
情景一：涡轮增压技术
降低柴油机NO排放的SCR系统控制策略研究
降低柴油机NO排放的SCR系统控制策略研究一、概述随着全球环保意识的日益增强，柴油机排放控制已成为当前内燃机领域的研究热点。
氮氧化物（NOx）作为柴油机排放的主要污染物之一，其减排技术的研究与应用具有重要意义。
选择性催化还原（SCR）技术作为目前最有效的柴油机NOx减排手段之一，已经得到了广泛应用。
本文旨在深入研究降低柴油机NOx排放的SCR系统控制策略，通过优化控制算法和参数设置，实现NOx的高效减排。
SCR系统通过向柴油机排气中添加尿素水溶液，在催化剂的作用下将NOx还原成无害的氮气和水。
SCR系统的性能受到多种因素的影响，如尿素喷射量、催化剂活性、排气温度等。
制定合适的控制策略对于保证SCR系统的减排效果至关重要。
近年来，随着电子控制技术的发展和智能化水平的提高，SCR系统的控制策略也在不断更新和优化。
传统的开环控制策略虽然简单易行，但难以适应柴油机工况的复杂变化。
闭环控制策略能够根据实时排放数据调整尿素喷射量，实现更精确的NOx减排。
基于模型的预测控制策略以及基于机器学习的智能控制策略也在逐步应用于SCR系统中，以提高系统的鲁棒性和自适应性。
本文将对现有的SCR系统控制策略进行梳理和分析，针对柴油机不同工况下的NOx排放特点，提出一种基于实时排放数据和催化剂活性预测的闭环控制策略。
通过仿真和实验验证，评估该控制策略在降低柴油机NOx排放方面的性能和效果，为实际应用提供理论依据和技术支持。
1. 柴油机NO排放问题的严重性《降低柴油机NO排放的SCR系统控制策略研究》文章段落：柴油机NO排放问题的严重性柴油机作为重要的动力源，在各类车辆及非道路机械领域发挥着举足轻重的作用。
随着工业化进程的加快，柴油机排放问题日益凸显，其中氮氧化物（NOx）的排放尤为引人关注。
柴油机排放的NOx中，NO占据绝大多数，虽然NO本身无色无味且毒性相对较小，但其在高浓度时仍会对人体神经中枢造成损害，甚至导致瘫痪和痉挛。
浅析东风天锦教练车国六柴油机排放后处理系统
66 汽车维护与修理 2021·12下半月东风天锦教练车车辆型号为EQ5120XLHGSZ6D ，搭载WP2.3NQ130E61柴油机，该发动机采用涡轮增压、高压共轨缸内直喷技术，为了达到国六排放标准，该车在排气管上安装了排放后处理系统，主要包含以下部件：DOC （氧化催化器）、SCR （选择催化还原器）、ASC （氨逃逸催化器）、DPF （颗粒捕集器）、4个温度传感器、2个NO x 传感器、1个DPF 压差传感器、1个尿素喷射系统、固定支架、集成线束等，其结构示意图如图1所示。
在开展军民融合进行的驾驶人培训项目中，使用该车型进行驾驶培训、车辆维护保养及简单故障排除。
1 柴油机排放后处理系统各传感器的功用1.1 温度传感器4个温度传感器分别位于DOC 前、DPF 前（DOC 后）、SCR 前、SCR 后，DOC 前温度传感器用于测量D O C 前的排气温度，作为可进行主动再生的判定条件；DPF 前温度传感器用于监控DPF 再生时的温度，判定再生是否正常；SCR 前温度传感器用于测量SCR 前的排气温度，控制尿素喷射特性；SCR 后温度传感器用于测量SCR 后的排气温度，更加准确地反馈SCR 的反应温度。
1.2 NO x 传感器SCR 上游NO x 传感器用于测量发动机原排尾气的氮氧含量；SCR 下游NO x 传感器用于测量发动机尾气的氮氧含量。
1.3 DPF 压差传感器取气口位于DPF 前和DPF 后，用于监测DPF 前后压差，判断DPF 是否堵塞或移除，当DPF 积炭过多时，压差高故障会被激活，DPF 主动再生被禁止，需要对DPF 进行专业清洗或更换。
2 柴油机排放后处理系统各载体功用柴油机排放后处理系统各载体如图2所示。
2.1 DOC （氧化催化器）D O C 为尾气后处理的第一步，内部呈网状结构，表面含有铂、钯等贵金属涂层，能将废气中有害的CO 、HC 转化为无害的CO 2和H 2O ，并将部分NO 氧化成NO 2，提高SCR 反应速度，此外还可将后喷入后处理浅析东风天锦教练车国六柴油机排放后处理系统福建船政交通职业学院 叶振球图1 东风天锦教练车柴油机排放后处理系统结构示意图67汽车维护与修理 2021·12下半月系统的燃油点燃，提高排气温度以达到DPF 的再生条件。
重汽国Ⅳ柴油机SCR系统介绍
重汽国Ⅳ柴油机SCR系统介绍重汽国Ⅳ柴油机SCR系统介绍SCR技术（Selective Catalytic Reduction）是目前处理柴油机尾气中氮氧化物（NOx）的最为先进的技术之一，重汽在生产国Ⅳ柴油机时采用了SCR系统来满足新的排放标准。
SCR系统由催化还原剂和尿素水溶液组成。
催化还原剂是一种重要的催化剂，有助于将NOx转化为分别具有无毒性的氮气和水蒸气，从而降低了柴油机的尾气排放。
尿素水溶液则是用于供给催化剂，其主要成分为尿素和水，当该水溶液进入催化还原剂后可以在特定温度下分解出氨气，从而促进了催化剂的反应。
重汽国Ⅳ柴油机SCR系统的工作原理是：柴油机燃烧后产生的NOx进入SCR装置，在催化剂的作用下，NOx与尿素水溶液中的氨气发生反应，生成无害的氮氧化物和水。
而且由于这个催化过程中需要的温度相对较高，通常需要通过柴油机的废气再加热，实现SCR系统催化反应。
重汽国Ⅳ柴油机SCR系统的特点是可靠性高，具有良好的效果。
首先，SCR催化剂的制作工艺的加工精度高，耐用程度高，这可以获得一个很好的性能；其次，通过选择适合的尿素水溶液，催化剂的反应速度和效率可以得到很好的提升，使柴油机的尾气排放符合国家的新环保标准，发挥出优秀的功效；此外，SCR系统结构简单，不增加额外成本，相比其他类似技术，SCR装置具有出色的代价效益。
总的来说，重汽国Ⅳ柴油机的SCR系统是一种技术先进、可靠性高、能够成功降低柴油机尾气污染的环保技术。
它成功地解决了NOx排放问题，，有效地减少了对环境的污染，为人们的健康和生活环境提供了承诺。
以下是重汽国Ⅳ柴油机SCR系统相关的数据：1. 重汽国Ⅳ柴油机SCR系统的氮氧化物（NOx）排放量要求：在负载不超过100%的重量情况下，排放量不超过3.5g/kWh；在负载超过100%但不超过110%的情况下，排放量不超过4.5g/kWh。
2. 重汽国Ⅳ柴油机SCR系统使用的尿素水溶液的成分：尿素占比32.5%，水占比67.5%。
柴油机进排气系统
• 发动机进排气系统的功用及组成
• 排出气缸内燃烧产生的废气，并向气缸内尽可能多的充入新鲜气体， 为实现热工转换提供物质基础 • 进排气过程是间歇进行的，因此进排气管中都存在气流脉动。 • 排气消声器 • 三元催化器
• 进排气系统的发展趋势
• • • • • • 1、进排气系统协调控制技术 废气涡轮增压 废气再循环 2、可变技术 可变增压技术 可变进气技术
• 后处理器
• 汽油机常规排放污染物主要由CO、HC、Nox，可以通过 在排气管上加装三元催化转换器降低尾气中CO、HC、 Nox的含量。当混合气过量空气系数处于1±0.03的范围 内时，三元催化转换器的催化转换效率最高，转换效率高 达96%。 • 柴油机混合气的平均过量空气系数大于1，且混合气极不 均匀，因此不能采用三元催化转换器净化CO、HC、Nox 。而且一般降低Nox的技术措施和降低碳烟排放的技术措 施相矛盾，成为现代柴油机排放控制的主要技术难点。 • CO和HC采用氧化型催化转换装置使之氧化处理为CO2和 H2O；Nox采用还原型催化转换装置来还原处理成N2；碳 烟颗粒则采用捕集器来捕集以后烧掉。
机械增压
机械增压是一种通过发动机曲轴直接驱动 压气机，以提高发动机进气压力的增压方 式。 机械增压的特点是能有效的提高发动机功 率。与涡轮增压相比，其低速增压效果更 好。另外，机械增压器与发动机容易匹配， 结构也比较紧凑。但是驱动增压器需要消 耗发动机功率，因此燃油消耗率略高。 废气涡轮增压主要由涡轮机和压气机构成， 利用废气能量推动涡轮机转动，由此驱动与 涡轮同轴连接的压气机实现增压。废气涡轮 增压器与发动机无机械连接。这种增压方式 能有效地回收利用排气能量，所以经济性比 机械增压和非增压发动机都好，并可大幅度 的降低有害气体的排放和排气噪声水平。缺 点是因涡轮机是流体机械，而发动机是动力 机械，因此废气涡轮增压发动机低速增压效 果差，而且在发动机过渡工况瞬态响应特性 较差。
柴油机NOx排放控制技术
1.中国内燃机世界2.内燃机学报3.中国发动机网4.道依茨发动机维修网5.博世有限公司6.内燃机工程柴油机NOx排放控制技术柴油机自1892年问世以来，凭借其良好的动力性、经济性和耐久性等优点在各种动力装置、船舶和车辆上得到日益广泛的应用。
欧洲和日本在70年代就基本实现了载货汽车和大型客车的柴油机化。
从80年代后期开始，轿车上也越来越多的应用柴油机，例如目前德国生产的1.4L-2.0L排量的小轿车中，柴油机轿车占61%，而法国轿车柴油机的比例高达88%。
从世界范围来看，汽车柴油化已经成为一种不可逆转的趋势。
柴油机与同等功率的汽油机相比，微粒和NOX是排放中两种最主要的污染物。
目前，世界各国都在致力于减少柴油机颗粒排放的技术研究，并且已经取得了实质性的进展。
由于柴油机排气微粒与NOX的生成机理不同，因此减少微粒的同时又增加了NOX的排放，同时微粒的减少又使得催化剂中毒得以有效的扼制，从而使采用机外催化技术净化NOX成为可能。
今后研究的重点应转向使柴油机排放的微粒与NOX 同时减少。
2柴油机NOX排放的危害和生成机理2.1柴油机NOX排放的危害柴油机排出的NOX中，NO约占90%，NO2只是其中很少的一部分。
NO无色无味、毒性不大，但高浓度时能导致神经中枢的瘫痪和痉挛，而且NO排入大气后会逐渐被氧化为NO2。
NO2是一种有刺激性气味、毒性很强(毒性大约是NO的5倍)的红棕色气体，可对人的呼吸道及肺造成损害，严重时能引起肺气肿。
当浓度高达100×10-6体积浓度以上时，会随时导致生命危险。
NOX和HC在太阳光作用下会生成光化学烟雾，NOX还会增加周围臭氧的浓度，而臭氧则会破坏植物的生长。
此外，NOX还对各种纤维、橡胶、塑料、电子材料等具有不良影响。
基于上述原因，柴油机排放物中的NOX对环境的严重污染引起了世界范围的普遍关注，因此各国限制其排放的法规亦越来越严格，表1是美国、日本、欧洲对重型柴油载货车NOX排放的有关规定。
柴油机排放控制及后处理技术综述
柴油机排放控制及后处理技术综述摘要：柴油机作为一种高效、耐久的内燃机，已广泛应用于各种车辆和工业设备。
然而，柴油机排放对环境和人类健康产生了负面影响，因此控制和后处理柴油机排放已成为研究和开发的焦点。
本文综述了柴油机排放控制和后处理技术的发展现状和趋势，涉及了选用低排放燃料、优化燃烧过程、采用催化转化器和选择适当的颗粒物收集器等相关技术。
本文的研究对于推进柴油机排放控制和后处理技术的发展具有重要意义。
关键词：柴油机，排放控制，后处理技术，催化转化器，颗粒物收集器正文：1. 研究背景及意义柴油机是一种高效、可靠的内燃机，广泛应用于汽车、船舶、发电机和工业设备等领域。
与汽油发动机相比，柴油机具有更高的热效率和更长的寿命。
但是，柴油机的排放却对环境和人类健康产生了负面影响，主要包括氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）、碳氢化合物（HC）和一氧化碳（CO）等。
这些有害物质对大气、水体、土壤等环境产生危害，同时也会对人体呼吸系统、神经系统和心血管系统等造成影响，因此控制和后处理柴油机排放已成为研究和开发的重要方向。
2. 排放控制技术2.1 优化燃烧过程为了减少柴油机排放，可以通过优化燃烧过程来降低排放。
其中，最重要的是减少NOx的生成。
NOx的生成主要是由于氮气与氧气在高温下反应而产生。
减少NOx的方法主要包括：控制燃烧温度、增加燃烧室的湍流强度、采用外部EGR等。
2.2 选择低排放燃料选择低排放燃料也是减少柴油机排放的重要手段。
低硫燃料、生物柴油、混合燃料等都可以降低排放物的生成，特别是低硫燃料可以显著减少排放物的生成。
3. 后处理技术3.1 催化转化器催化转化器是一种将有毒气体转化为无害气体的设备，主要应用于减少NOx和CO的排放。
当废气穿过催化转化器时，催化剂将有害气体转化为水和二氧化碳，从而减少气体的污染。
3.2 颗粒物收集器颗粒物收集器是一种将颗粒物捕集并减少其排放的设备。
该设备可以过滤掉柴油机排放的颗粒物，从而降低颗粒物对环境和人体健康的影响。
增压柴油机排气再循环(EGR)控制系统的设计
部步 进 电 机 带 动
。
EGR
控 制 系 统 的基 本 结 构 及 控 制 策 略
，
电 控 系 统 由传 感 器
运 行过程 中
。 ，
E CU
和 执行机构 三 部 分 组 成
在 发动 机
E CU
，
依据 发动机 转 速 和 油 门 位 置 信 号 确 定发动 并根 据发动机 的状 态 信 息 及 标定数据 得 出
图 ２ Ｅ Ｒ 制 ＭＡ 图 Ｇ 控 Ｐ
主 程 序
负 荷％ ２ 转 速ｒ ｍｉ ／ ｎ
节 气 阀 步 进 电机 控 制 ， ｌ 调节 节 气 阀 Ｉ
数 据 处 理
Ｅ Ｇ Ｒ闻 ］
Ｅ Ｇ Ｒ步 进 电 机 控 制 ， 调 节 ＥＧＲ阀 门
中 断 返 回
的输入量 ，确定发动机 当前的Ｅ Ｒ率，再输 出电平信号来控制 Ｇ 步进电机转动步数 ，以得到Ｅ Ｒ阀的不 同开度。在小负荷工况 Ｇ
废气再 循环 系统 (E G R ) 就是将 发动 机排 放 的部 分废 气 引入
进气管
，
与新 鲜 混 合 气 混 合 后 再 进 入 气缸
，
，
利 用 废 气 中所 含有
，
图
1
EG R
系统 结构
，
大 量 的 二 氧化碳 ( C O ) 虽 不参 与燃 烧 却 能 吸 收热 量 的特 点
低燃 油 在 汽 车 发动机 内 的燃 烧 温 度
，
现 有 国 内某汽 车 厂 商 的柴油 机
参数 如 表 1
机 当前所 处 的 工 况 控制 指 令
，
表
型式
1
某柴 油 机 参 数 性 能
直列
柴油机的排气系统
柴油机的排气系统柴油机是一种燃烧内燃机，是广泛应用于各种工业、农业、交通和航空部门的发动机类型之一。
与汽油发动机相比，柴油机在功率、扭矩、燃料经济性和可靠性方面均具有优势。
但是，柴油机的排气系统也面临着各种挑战，如排放废气、排气噪音和腐蚀等方面。
本文将探讨柴油机排气系统的构成、功能、问题和解决方法。
一、排气系统的构成柴油机排气系统包括进气歧管、排气歧管、排气管、消声器、废气再循环装置(EGR)、涡轮增压器和蒸汽排放系统等部件。
其中，涡轮增压器和EGR是常用的附属装置，可帮助提高柴油机的性能和燃烧效率。
进气歧管: 进气歧管是将空气引入发动机的部件，通常与排气歧管相连。
它的主要作用是提供发动机所需的空气，以满足燃油的燃烧需求。
排气歧管: 排气歧管是将燃烧废气从发动机排出的部件。
几乎所有的柴油机都配备了排气歧管，通常是连接在汽缸头部的管道系统。
排气管: 排气管是连接排气歧管和消声器的部件。
它的外观通常为圆形或椭圆形，其尺寸和形状对柴油机的性能和声音有着重要的影响。
消声器: 消声器是柴油机排气系统中影响声音的最重要的组成部分。
如同汽车上的消音器一样，柴油机消声器通过使废气经过一系列障碍物来降低排气噪音。
EGR: EGR是将部分燃烧废气再引入到发动机进气系统中，以降低NOx排放的系统。
这种系统可以改善燃烧的效率和节能，并且可以减少对环境的负面影响。
涡轮增压器: 涡轮增压器是一种通过回收废气能量来增加空气压力以提高柴油机效率的装置。
通过涡轮增压器，发动机可以生成更多的动力和扭矩，而且燃料经济性也会提高。
蒸汽排放系统: 蒸汽排放系统是一种通过将液体燃料转化为气体状态，使其排出发动机的废气中的装置。
这种系统可以减少柴油机的大气污染特别是颗粒物。
二、排气系统的功能柴油机排气系统的主要功能是引导废气从发动机中排出，以便达到更好的性能、更少的排放和更高的经济性。
排放废气: 排气管、消声器和废气再循环(EGR)系统是减少发动机废气排放的关键部分，可以降低氮氧化物、碳氢化合物和颗粒物等有害物质的排放。
车用柴油机排气再循环控制系统
第34卷 第3期吉林大学学报(工学版) Vol.34 No.3 2004年7月Journal of Jilin U niversity(Engineering and T echnology Edition) July2004文章编号:1671-5497(2004)03-0337-05车用柴油机排气再循环控制系统刘忠长1,朱昌吉1,张振东2(1.吉林大学汽车工程学院,吉林长春 130022; 2.上海理工大学机械工程学院,上海 200093)摘 要:为了降低车用柴油机的NO x排放,设计了用于增压中冷柴油机的排气再循环(EGR)系统。
介绍了EGR控制系统及控制方法。
该系统采用进气节流阀与EGR流量控制阀联合控制,可实现0~30%EGR率的优化。
利用13工况对该系统控制NO x的效果进行了评价。
实验表明,采用EGR技术,可以大幅度地降低NO x的排放,微粒排放基本不变。
但H C和CO排放有所增加,13工况加权比油耗也较原机有所降低。
关键词:内燃机工程;排放;废气再循环;柴油机中图分类号:TK421 5 文献标识码:AEGR system for automotive diesel engineLIU Zhongchang1,ZHU Changji1,ZHANG Zhendong2(1.College of A utomotiv e Engineer ing,Jilin Univer sity,Changchun130022,China;2.Colle ge of M echanical Engineer ing, Univer sity of Shanghai f or Science and T echnology,S hanghai200093,China)Abstract:To reduce NO x emission of an automotive diesel engine,an EGR(Exhaust Gas Recirculation) system was developed.The control system hardw are of EGR and its control strategy w ere presented.In this system,an intake air throttle valve and an EGR flow valve are controlled by a single chip processor.The test results show that optim ized EGR ratio from0~30%can be realized by this EGR system.The EGR system can greatly reduce NO x em ission while keeping the particulate em ission at the sam e level,but the HC and CO emissions deteriorate to some ex tent in the same test conditions.The brake specific fuel consumption measured by the ECE R49test cy cle also decreased compared to baseline eng ine.Key words:internal combustion engine engineering;exhaust emission;EGR;diesel eng ine目前排气再循环(EGR)是降低柴油机NO x排放的有效措施之一。
浅谈东风天锦教练车柴油机国六排放系统的使用维护
72 汽车维护与修理 2022·10下半月2021年7月1日之后所有生产、进口、销售和注册登记的重型柴油车应符合国六排放标准要求。
随着排放法规的日趋严格，柴油机后处理技术必须能够同时降低一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物和微粒的排放，如果只是简单地采用EGR （废气再循环）单一的处理技术无法满足国六排放标准的要求。
目前各大柴油机生产厂家为满足国六排放要求采用的技术路线见表1所列。
各大柴油机生产厂家满足国六排放要求技术路线中各装置的作用如下所列。
EGR ：主要是为了降低气缸内的燃烧温度，实现降低氮氧化合物，废气再循环的加入会使发动机的动力性降低，所以有的厂家不采用废气再循环或者减少废气再循环率；DOC （氧化催化转化器）：在国四阶段的DOC 是为了实现微粒催化转化，现阶段的DOC 是为了实现一氧化碳和碳氢化合物的氧化处理；DPF （微粒捕集器）：DPF 系统是国六柴油车后处理系统的重要组成部分，它将尾气中未氧化的微粒捕集到捕集器中，用来过滤尾气中的颗粒物，以防止其排放到空气中污染环境；SCR （选择性催化还原系统）：考虑到氨的腐蚀性、毒性和强刺激性，目前SCR 还原剂是尿素，在尾气后处理器中喷射尿素，发生氧化还原反应，将氮氧化合物还原为氮气，进而实现对氮氧化合物的处理。
东风天锦教练车为了满足国六排放标准要求，配置了WP2.3NQ 系列发动机，该发动机是潍柴动力股份有限公司自主研发并由扬州柴油机有限责任公司生产制造的高速发动机，其尾气排放处理采用了EGR+DOC+PDF+SCR 组合的结构来满足国六排放要求。
本文以该车为例，浅谈后处理系统的使用与维护。
1 在燃、润、液方面1.1 发动机柴油所用柴油须符合标准G B19147—2016，并根据当地的使用环境温度按标准规定选取。
国六车辆对于油品的质量有较高的要求，如果使用了不符合要求的柴油，可能会造成排放超标、DPF 堵塞、DOC 中毒失效、高压油泵及喷油器等损坏，甚至导致发动机出现扭矩限制等。
柴油机电控系统控制方法
柴油机电控系统控制方法
1.怠速控制：柴油机在怠速工况下会产生较高的排放和噪音，电控系统可以通过控制喷油量和喷油时机来降低怠速排放和噪音。
2.负载控制：柴油机在负载工况下需要提供较大的功率输出，电控系统可以通过检测负载情况，控制喷油量和喷油时机，以满足负载需求。
3.运行状态监测：电控系统需要实时监测柴油机的运行状态，包括转速、温度、压力等参数。
通过监测这些参数，系统可以进行故障诊断和保护控制，保证柴油机的安全运行。
4.排放控制：柴油机在工作过程中会产生一定的排放物，电控系统可以通过控制喷油量和喷油时机，以及增加排气后处理装置来降低排放物的含量，减少对环境的污染。
5.燃油控制：燃油是柴油机工作的重要资源，电控系统可以控制燃油喷射量和喷射时机，以提高燃油利用率和经济性。
6.启动控制：柴油机的启动过程需要提供足够的起动能量，电控系统可以通过控制启动电机的运行，保证柴油机能够快速启动。
7.故障检测和诊断：柴油机在工作过程中可能会出现各种故障，电控系统能够根据传感器和执行器的信号，对柴油机的故障进行检测和诊断，并通过报警或者自动保护等措施来防止故障的发生。
以上是柴油机电控系统控制方法的主要内容，通过合理的控制方法和参数设定，可以提高柴油机的性能和使用寿命，降低运行成本，并且减少对环境的污染。
SCR
SCR系统的工作原理柴油发动机的排放控制主要是对排放中的PM和NOx的处理。
控制PM排放的措施有氧化催化器（可溶性颗粒物）、颗粒捕集器（固体颗粒物）。
而研究开发中的柴油机NOx后处理方法有选择性非催化还原SNCR、选择性催化还原SCR、非选择性催化还原NSCR和吸附还原催化剂以及最新提出的等离子体-催化转化技术——低温等离子体技术具有同时去除NOx和颗粒物PM的潜力。
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。
1 高压共轨柴油发动机的SCR系统A 1 SCR系统的构成SCR系统的作用是去除柴油发动机排气中的NOx。
系统采用尿素作还原剂（又名添蓝），在选择性催化剂的还原作用下，NOx被还原成氮气和水。
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。
共轨柴油发动机的催化消声器可以是箱式或桶式，内部装有SCR催化器和消声器管路，表层的不锈钢板下的隔热材料，保证使用过程中的边面温度不会过高。
尿素溶液储存罐用于储存尿素溶液，集成有液面高度和温度传感器。
其内部装有化冰热交换装置，利用柴油机冷却水的热量进行化冰。
出液口内部装有粗滤器，以防大于0.1mm的大颗粒进入喷射系统。
的作用是通过CAN总线与柴油机ECU通讯，获取柴油机运行状态信息和SCR系统上的各种传感器的数值，根据事先标定好的各种脉谱，适时计算柴油机实际工作情况下SCR系统的尿素喷射量，从而使柴油发动机排气中的NOx成分被精确还原。
由于泵的吸力和自动排空能力有限，泵的进液口距罐底面垂直距离不能超过700mm，平面距离不能超过10m。
尿素喷嘴的作用是按照控制器的指令来进行尿素溶液的喷射。
喷嘴的主体由不锈钢材料制成，安装在排气管上。
冷却液电磁阀是为系统化冰服务的。
当电控单元通过尿素温度传感器感应到尿素温度较低，可能会出现结冰的情况，那么控制器将打开加热水电磁阀。
排放控制系统
5.燃油蒸发控制系统（EVAP）
浮子室
气 缸
气液 分离器
燃污染
。该系统主要功
能有：收集和储
存燃料蒸气，并
在适当的时候将
蒸气输送给发动
碳
机进行燃烧。
罐
1 排放控制系统
内容主题
1
排放系统污染物类型
2
排放控制系统方法
3
废气再循环控制系统
4
燃油蒸发排放控制系统
废气再循环控制系统
燃油蒸发排放控制系统
燃油蒸气排放系统控制
为防止破坏发动机正常工作时的混合气成分, 影响发动机正常工作, 必 须对燃油蒸气进人发动机进气歧管的时机和进入量进行控制。 一般来说,发动机控制模块 (ECU) 使炭罐控制电磁阀通电通常考虑以下 条件: 1发动机启动已超过规定的时间; 2冷却液温度已高于规定值; 3怠速触点开关处于断开状态; 4发动机转速高于规定值。
燃油蒸发排放控制系统
燃油蒸气排放控制系统的组成及工作原理
组成：燃油箱、活性碳罐、碳罐控制电磁阀和发动 机控制模块
燃油蒸发排放控制系统
燃油蒸气排放控制系统的组成及工作原理
活性炭罐的下部与大气相通, 上部有接头与油箱和进气歧管相连, 用于收 集和清除燃油蒸气。 中间是活性炭颗粒,它具有极强的吸附燃油分子的作 用。 燃油箱内的燃油蒸气, 经油箱管道进入活性炭罐后, 蒸 气中的燃油 分子被吸附在活性炭颗粒表面。 活性炭罐有个出口, 经软管与发动机进气 歧管相通。软管的中间设有一个活性炭罐电磁阀 (常闭),以控制管路的通 断。当发动机运转时, 如果发动机控制模块控制活性炭罐电磁阀开启, 则 在进气歧管真空吸力的作用下, 空气从活性炭罐底部进入, 经过活性炭罐 至上方出口, 再经软管进入发动机进气管, 吸附在活性炭表面的燃油分子 又重新脱附, 随新鲜空气一起被吸人发动机汽缸内燃烧。
SCR系统的工作原理
SCR系统的工作原理SCR系统（Selective Catalytic Reduction System）是一种用于减少柴油机尾气中氮氧化物（NOx）排放的技术。
它通过将尿素溶液（也称为尿素水解液或者尿素SCR液）喷入尾气中，与氮氧化物发生化学反应，将其转化为无害的氮气和水蒸气。
下面将详细介绍SCR系统的工作原理。
1. SCR系统的组成SCR系统主要由尿素溶液供应系统、尿素喷射系统、催化剂和控制系统组成。
- 尿素溶液供应系统：负责储存和供应尿素溶液，通常使用尿素水解液，其主要成份为尿素和去离子水。
- 尿素喷射系统：将尿素溶液喷射到尾气中，通常使用喷射嘴进行喷射，喷射嘴的位置通常位于催化剂前方。
- 催化剂：SCR系统中的催化剂通常采用氨基酸盐，如氨基磺酸盐，催化剂的作用是加速尿素溶液与氮氧化物的反应。
- 控制系统：通过传感器监测尾气中的氮氧化物浓度和温度，并根据监测结果控制尿素喷射量，以保证SCR系统的工作效果。
2. SCR系统的工作原理SCR系统的工作原理基于尿素溶液（尿素水解液）与氮氧化物的化学反应。
具体的工作过程如下：- 尾气进入SCR系统：当柴油机运行时，尾气经过排气管进入SCR系统。
- 尾气预处理：在进入SCR系统之前，尾气经过一系列的预处理，如颗粒物过滤器（DPF）和氧化催化剂（DOC），以去除颗粒物温和体污染物。
- 尿素溶液喷射：尿素喷射系统根据控制系统的指令，将适量的尿素溶液喷射到尾气中。
尿素溶液在喷射过程中会迅速水解，生成氨气（NH3）。
- 氨气与氮氧化物反应：尾气中的氨气与氮氧化物发生化学反应。
在催化剂的作用下，氨气与氮氧化物发生选择性催化还原反应，将氮氧化物转化为无害的氮气和水蒸气。
- 尾气排放：经过SCR系统的处理，尾气中的氮氧化物被有效地减少，只剩下无害的氮气和水蒸气。
最后，处理后的尾气通过排气管排放到大气中。
3. SCR系统的优势和应用SCR系统具有以下优势：- 高效降低氮氧化物排放：SCR系统能够将柴油机尾气中的氮氧化物排放降低到较低水平，达到国家和地区的排放标准要求。
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柴油发动机在汽车的内燃机当中热效率最高，燃料 消费率较小。另一方面，因为汽油发动机比柴油发动 机的热效率差，燃料消费率就高。因此，CO2的排放 量也多。
由于柴油发动机是在相对于燃料而言，空气的量较充 分的状态下燃烧的。汽油发动机的燃料和空气的比例大 致相同，燃烧时会产生局部的氧分不足，使HC与CO的 排放量增多。。
最新的柴油发动机由于经过了长期的研究开发、以及以共轨 式高压燃料喷射系统、EGR、DPF(柴油机颗粒捕捉器)系统为 代表的，各种各样最尖端的净化技术的采用，与以前相比，排 放量大大地减少了。
§1 柴油机燃油系统
燃油供给装置
低压油路
油箱 油水分离器 低压油管 输油泵 （0.15—0.3MPa） 柴油滤清器
喷油器的基本检查
四、喷油泵
喷油泵的功用是按照柴油机的运行工况和气缸工作 顺序，以一定的规律，定时定量地向喷油器输送高压 燃油。多缸车用柴油机的喷油泵应满足下列要求：
1.各缸供油量相等。在标定工况下各缸供油量相差不 超过3%～4%。喷油泵的供油量应随柴油机工况的变 化而变化，为此喷油泵必须有供油量调节机构。 2.各缸供油提前角相同，误差小于0.5°～1°曲轴转角。 供油提前角也应随柴油机工况的变化而变化，为此应 装置喷油提前器。 3.各缸供油持续角一致。 4.能迅速停止供油，以防止喷油器发生滴漏现象。
NOx（氮氧化合物）、排放限制的对象
NO、NO2、N2O、N2O2等等化合物的总称。在高 温下氮和氧结合后产生。越接近完全燃烧产生的量越 多，所以必须降低燃烧温度。
PM（Particulate Matter=微粒子状物质）/黑烟、排放限制的对象
PM是柴油发动机排放的微粒子状物 质的总称。主要由黑烟、被称为SOF （可溶有机成分）的燃烧残留下来的 燃料及润滑油的成分、被称为氧化硫 的由柴油中的硫生成的成分等构成。
CO（一氧化碳）、排放限制的对象
一般认为，来自汽车的排放量约占到90%，是所 有排气中最早受到限制的对象。CO会引起中毒。但 是，因为柴油发动机与汽油发动机相比，在空气十 分充足的状态下燃烧，所以CO的发生量也就非常少。
HC（碳氢化合物）、排放限制的对象
氢元素和碳元素构成的化合物总称。这也是形成 光化学烟雾的因素，有些种类会对呼吸系统造成影 响。
活塞式
叶片式
活塞式输 油 泵
输 油 泵 实 物
活塞式输油泵结构原理
叶片式输油泵
叶片式输油泵结构原理 偏心环
柴油滤清器
油水分离器
三、喷油器
汽车柴油机广泛采用闭式喷油器。闭式喷油器的喷油嘴是由 针阀和针阀体组成的一对精密偶件，其配合间隙仅为0.002～ 0.004mm。为此，在精加工之后，尚需配对研磨，故在使用 中不能互换。
柴油发动机是向汽缸内喷射燃料使燃料和空气混合的，容易产 生混和状态的不均匀；同时，在扩散燃烧期和后燃烧期汽缸内 的温度和压力很低。燃烧状态恶化后，就会产生燃料的不完全 燃烧。这时，就会产生PM和黑烟。另一方面，由于汽油发动 机采用的是对混和良好的混和气点火的方式，产生不完全燃烧 的燃烧过程少，排放量也可以控制在较少。
在历史建筑、森林、湖泊等遭受酸雨侵害日益严重的欧洲，对 于整个地球的环境污染问题的关心度越来越高，环境保护的意识 也广泛地深入人心。另外，对于地球的温室效应，以由此引起的 海平面上升给国土带来极大影响的荷兰为代表，欧洲各国都有着 很强的危机感。因此，对于地球温室化效应的主因CO2的关心程 度，比日本还要高。这样，柴油车以CO2的排放量少，以及综合 的优良环境性受到重新认识，引起了关注。
柴 油 发 动 机
排 放 控 制 技 术
在排气的成分里，包含有CO2（二氧化碳）、CO （一氧化碳）、HC（碳氢化合物）、NOx（氮氧 化合物）、PM（Particulate Matter=微粒子状物 质）/黑烟等等。
CO2（二氧化碳）
进入本世纪后，由于以石油为代表的化石燃料的大 量消费，以及作为吸收源的热带雨林的采伐，二氧 化碳的产生量有了急剧的增加。同时，CO2带来了 地球的温室效应，作为“温室效应气体”为世人所 共知。燃料消费量少、比汽油发动机的CO2排放量 少是柴油发动机的特点。
根据喷油嘴结构形式的不同
孔式喷油器
轴针式喷油器
喷油器工作原理
1.孔式喷油器
孔式喷油器用于直喷 式燃烧室柴油机上。孔 式喷油器的喷油嘴头部 加工有1个或多个喷孔， 有1个喷孔的称单孔喷油 器，有两个喷孔的称双 孔喷油器，有3个以上喷 孔的称多孔喷油器。一 般喷孔数目为1～7个。
2.轴针式喷油器
在轴针式喷油器中， 针阀密封锥面以下有一 段轴针，它穿过针阀体 上的喷孔且稍突出于针 阀体之外，使喷孔呈圆 环形。因此，轴针式喷 油器的喷注是空心的。 轴针可以制成圆柱形或 截锥形。圆柱形轴针其 喷注的喷雾锥角较小， 而截锥形轴针其喷注的 喷雾锥角较大。
喷油泵种类很多，在汽车柴油机上得到广泛应用的有 直列柱塞式喷油泵和转子分配式喷油泵。此外，还有 单体泵喷油器等。
1.柱塞式喷油泵的结构
泵油机构 供油量调节机构 驱动机构 喷油提前器
柱塞式喷油泵结构
喷油泵的泵油机构
柱塞偶件
出油阀偶件
喷油泵的泵油机构工作原理
喷油泵的驱动机构
喷油提前器
柱塞式喷油泵零件图
柱塞式喷油泵实物
调速手柄 驱动轴
输油泵 驱动齿轮 凸轮盘 喷油提前器
回油口
调速器杠杆 断油阀
柱塞
出油阀
2.VE泵结构和工作原理
泵体和泵盖 滑片式输油泵 泵油机构 断油电磁阀 喷油提前器
分配式喷油泵
高压油路
喷油泵 （10－20MPa以上） 调速器 柱塞式
高压油管 分配式 喷油器
燃油滤清器
ห้องสมุดไป่ตู้喷油器
输油泵 油水分离器
油箱
燃油滤清器
输油泵 油箱
喷油器
柴油滤清器
喷油器
二级输油泵 一级输油泵
油水分离器
油箱
一、柴油机燃烧室的形状
直喷式燃烧室 分隔式燃烧室
ω型 U型 球型
预燃式
涡流式
二、输油泵
输油泵的作用是保证足够数量的柴油自燃油箱压送到 喷油泵，它不仅要克服管道及滤清器的阻力，同时还 要保持一定的供油压力，其输油量应为全负荷最大喷 油量的3－4倍。