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1、商用车发动机污染物排放商用车发动机污染物排放 控制及测试技术控制及测试技术 国家机动车产品质量监督检验中心国家机动车产品质量监督检验中心国家机动车产品质量监督检验中心国家机动车产品质量监督检验中心( ( ( (上海上海上海上海) ) ) ) 上海机动车检测中心上海机动车检测中心上海机动车检测中心上海机动车检测中心 UnRegistered 商用车发动机污染物排放控制商用车发动机污染物排放控制及及测试技术测试技术 主主 要要 内内 容容 前言前言 一一、商用车发动机污染物排放控制技术商用车发动机污染物排放控制技术 二二、商用车发动机排放标准商用车发动机排放标准 三三、商用车发动机污染物排放测试技
2、术商用车发动机污染物排放测试技术 UnRegistered 商用车发动机污染物排放控制商用车发动机污染物排放控制及及测试技术测试技术 前言前言 从从20052005年开始年开始，我国汽车行业车型统计分类启用新分类我国汽车行业车型统计分类启用新分类， 汽车被分为商用车和乘用车两大类汽车被分为商用车和乘用车两大类。在汽车车型新分类中在汽车车型新分类中，对对 商用车商用车（commercial vehiclecommercial vehicle）是这样定义的是这样定义的：商用车在设计商用车在设计 和技术特征上是用于运送人员和货物的汽车和技术特征上是用于运送人员和货物的汽车，并且可以牵引挂并且可以牵引
3、挂 车车。在新分类中将底盘单独列出在新分类中将底盘单独列出，商用车分为客车商用车分为客车、货车货车、半半 挂牵引车挂牵引车、客车非完整车辆和货车非完整车辆客车非完整车辆和货车非完整车辆，共五类共五类。 20102010年年，中国商用车产销中国商用车产销436.76436.76万辆和万辆和430.41430.41万辆万辆，同比同比 增长增长28.19%28.19%和和29.90%29.90%。 与国三相比与国三相比，绝大部分国四机型都采用了机外排放控制技绝大部分国四机型都采用了机外排放控制技 术术，即采用了后处理装置来降低排气中的污染物即采用了后处理装置来降低排气中的污染物。 UnRegiste
4、red 商用车发动机污染物排放控制商用车发动机污染物排放控制及及测试技术测试技术 一一、商用车发动机污染物排放控制技术商用车发动机污染物排放控制技术 1. 1. 污染物排放控制装置的主要种类污染物排放控制装置的主要种类 氧化型催化转换器氧化型催化转换器(DOC) 颗粒捕集器颗粒捕集器（DPF、POC） 选择性催化还原选择性催化还原（SCR） 废气再循环废气再循环（EGR） UnRegistered 商用车发动机污染物排放控制商用车发动机污染物排放控制及及测试技术测试技术 一一、商用车发动机污染物排放控制技术商用车发动机污染物排放控制技术 污染物控制装置污染物控制装置优点优点缺点缺点 选择性催化
5、还原 （SCR） 有效降低NOx对于燃油喷射压力和燃烧 要求较高 氧化型催化转换器 （DOC） 有效降低HC和CO 降低颗粒物中的SOF 降颗粒物效果较差 颗粒捕集器 （DPF） 有效降低颗粒物 （大于90%） 成本高，对硫敏感 颗粒捕集器 （POC） 制造成本低降颗粒物效果较差，对供油 和燃烧系统要求高 废气再循环 （EGR） 降低NOx排放 制造成本低 散热要求高，油耗增大； 开发成本高，对润滑要求高 UnRegistered 商用车发动机污染物排放控制商用车发动机污染物排放控制及及测试技术测试技术 一一、商用车发动机污染物排放控制技术商用车发动机污染物排放控制技术 2. 2. 目前国内机
6、型的主要技术路线目前国内机型的主要技术路线（SCRSCR或或EGR)EGR) SCR EGR+DPF EGR+DOC EGR+DOC+DPF EGR+DOC+POC UnRegistered 商用车发动机污染物排放控制商用车发动机污染物排放控制及及测试技术测试技术 一一、商用车发动机污染物排放控制技术商用车发动机污染物排放控制技术 2. 2. 目前国内机型的主要技术路线目前国内机型的主要技术路线（SCRSCR或或EGR)EGR) 2.1 SCR SCR过程是利用氨作为还原剂注入含过程是利用氨作为还原剂注入含NOx的排气系统的排气系统 中中，NOx在以贵金属在以贵金属、碱金属氧化物或沸石等催化剂
7、的作用碱金属氧化物或沸石等催化剂的作用 下被还原为下被还原为N2分子和水分子和水，反应适宜的温度为反应适宜的温度为285400。催催 化剂的组成和活性对化剂的组成和活性对SCR方法的处理效率影响很大方法的处理效率影响很大。NOx的的 选择性催选择性催 化还原反应可表示为化还原反应可表示为 4NO4NH3O2 4N26H2O 6NO8NH3 7N212H2O 同时也有可能发生氨的氧化反应同时也有可能发生氨的氧化反应 4NH38O2 4NO6H2O 4NH33O22N26H2O UnRegistered 商用车发动机污染物排放控制商用车发动机污染物排放控制及及测试技术测试技术 一一、商用车发动机污
8、染物排放控制技术商用车发动机污染物排放控制技术 2. 2. 目前国内机型的主要技术路线目前国内机型的主要技术路线（SCRSCR或或EGR)EGR) 2.1 SCR UnRegistered 商用车发动机污染物排放控制商用车发动机污染物排放控制及及测试技术测试技术 一一、商用车发动机污染物排放控制技术商用车发动机污染物排放控制技术 2. 2. 目前国内机型的主要技术路线目前国内机型的主要技术路线（SCRSCR或或EGR)EGR) 2.1 SCR 明显降低明显降低NOx排放排放 机内颗粒物控制机内颗粒物控制必须标定供油系统和燃烧系统来控制必须标定供油系统和燃烧系统来控制 颗粒物排放颗粒物排放 无需
9、其他改进无需其他改进 UnRegistered 商用车发动机污染物排放控制商用车发动机污染物排放控制及及测试技术测试技术 一一、商用车发动机污染物排放控制技术商用车发动机污染物排放控制技术 2. 2. 目前国内机型的主要技术路线目前国内机型的主要技术路线（SCRSCR或或EGR)EGR) 2.1 SCR 可能的发展方向可能的发展方向（非针对欧非针对欧VI） DOC+SCR 在在SCR前段增加前段增加DOC，可以提高反应速率可以提高反应速率，从而减小从而减小 SCR体积体积，节约尿素消耗节约尿素消耗 4NH3+ 2NO + 2NO2 4N2+ 6H2O NO和和NO2的比例为的比例为1:1时时，
10、低温条件下反应速率为标准反低温条件下反应速率为标准反 应的应的17倍倍. 电加热电加热SCR 在在SCR系统前增加电加热系统系统前增加电加热系统，可以解决由于温度过可以解决由于温度过 低造成的低造成的SCR系统不起作用的问题系统不起作用的问题，如城市公交如城市公交 UnRegistered 商用车发动机污染物排放控制商用车发动机污染物排放控制及及测试技术测试技术 一一、商用车发动机污染物排放控制技术商用车发动机污染物排放控制技术 2. 2. 目前国内机型的主要技术路线目前国内机型的主要技术路线（SCRSCR或或EGR)EGR) 2.2 EGR EGR的作用是将发动机产生废气的一小部分再送回的作
11、用是将发动机产生废气的一小部分再送回 气缸气缸，因其不可燃因其不可燃，吸收燃烧产生的部分热量吸收燃烧产生的部分热量，从而延缓从而延缓 燃烧过程燃烧过程，导致燃烧室中的温度和压力降低导致燃烧室中的温度和压力降低，遏制氮氧化遏制氮氧化 合物的生成合物的生成。 第一步第一步：降低绝对排放量降低绝对排放量 第二步第二步：遏制污染物产生遏制污染物产生 UnRegistered 商用车发动机污染物排放控制商用车发动机污染物排放控制及及测试技术测试技术 一一、商用车发动机污染物排放控制技术商用车发动机污染物排放控制技术 2. 2. 目前国内机型的主要技术路线目前国内机型的主要技术路线（SCRSCR或或EGR
12、)EGR) 2.2 EGR UnRegistered 商用车发动机污染物排放控制商用车发动机污染物排放控制及及测试技术测试技术 一一、商用车发动机污染物排放控制技术商用车发动机污染物排放控制技术 2. 2. 目前国内机型的主要技术路线目前国内机型的主要技术路线（SCRSCR或或EGR)EGR) 2.2 EGR 降低降低NOx排放排放 车辆总体制造成本低车辆总体制造成本低 可能会造成发动机磨损可能会造成发动机磨损 增加油耗增加油耗 冷却器要求高冷却器要求高 为控制压差为控制压差，需要采用可变几何涡轮增压器需要采用可变几何涡轮增压器结构复结构复 杂杂、成本高成本高、效率低效率低 UnRegiste
13、red 商用车发动机污染物排放控制商用车发动机污染物排放控制及及测试技术测试技术 一一、商用车发动机污染物排放控制技术商用车发动机污染物排放控制技术 2. 2. 目前国内机型的主要技术路线目前国内机型的主要技术路线（SCRSCR或或EGR)EGR) 2.3 SCR与与EGR比较比较 种类种类优点优点缺点缺点 SCR 散热量小 对硫不敏感 油耗低 保养间隔时间长（较国三延长一倍） 发动机简化（升级少） x 需车载尿素 x 需基础设施 x 成本增加 x 体积较大，需车辆整合 EGR发动机一体化 无车载尿素 x 油耗增加 x 要求低硫燃油 x 散热量增加 x 需要颗粒物捕集器 UnRegistere
14、d 商用车发动机污染物排放控制商用车发动机污染物排放控制及及测试技术测试技术 一一、商用车发动机污染物排放控制技术商用车发动机污染物排放控制技术 2. 2. 目前国内机型的主要技术路线目前国内机型的主要技术路线（SCRSCR或或EGR)EGR) 2.4 DOC 能够降低能够降低HC和和CO 颗粒物降低效率在颗粒物降低效率在20%左右左右 适合中国发动机技术水平适合中国发动机技术水平 高硫燃油会造成颗粒物中高硫燃油会造成颗粒物中SOF增加增加 UnRegistered 商用车发动机污染物排放控制商用车发动机污染物排放控制及及测试技术测试技术 一一、商用车发动机污染物排放控制技术商用车发动机污染物
15、排放控制技术 2. 2. 目前国内机型的主要技术路线目前国内机型的主要技术路线（SCRSCR或或EGR)EGR) 2.5 DPF UnRegistered 商用车发动机污染物排放控制商用车发动机污染物排放控制及及测试技术测试技术 一一、商用车发动机污染物排放控制技术商用车发动机污染物排放控制技术 2. 2. 目前国内机型的主要技术路线目前国内机型的主要技术路线（SCRSCR或或EGR)EGR) 2.5 DPF 颗粒物降低效率达颗粒物降低效率达90%以上以上 结构复杂结构复杂，制造成本高制造成本高 对硫敏感对硫敏感，容易硫中毒容易硫中毒 分捕捉阶段和再生阶段分捕捉阶段和再生阶段 排气阻力随着工作
16、时间逐渐增大排气阻力随着工作时间逐渐增大，需要再生需要再生 UnRegistered 商用车发动机污染物排放控制商用车发动机污染物排放控制及及测试技术测试技术 一一、商用车发动机污染物排放控制技术商用车发动机污染物排放控制技术 2. 2. 目前国内机型的主要技术路线目前国内机型的主要技术路线（SCRSCR或或EGR)EGR) 2.5 DPF 再生的方法再生的方法主动再生和被动再生主动再生和被动再生 再生方法 利用外部能源再生 （主动再生） 降低颗粒物活性再生 （被动再生） 利用发动机热能再生 （主动再生） 喷油助燃再生 电加热再生 微波加热再生 催化再生 连续再生 添加剂再生 进气节流再生 排气节流再生 后燃再生 非加热机械式再生 （主动再生） 逆流喷气再生 机械振动再生 UnRegistered 商用车发动机污染物排放控制商用车发动机污染物排放控制及及测试技
