柴油发动机流行国六后处理工艺系统包括下列构件:
(1) 催化反应转化器:DOC SCR ASC
(2) 颗粒物捕集器:DPF
(3) 尿素提供模块、喷射模块
(4) 汽柴油计量检定模块、喷射模块
(5) 感应器:温度感应器、氮氧传感器、压差传感器、PM感应器
国六后处理工艺系统关键技术和系统构架
全部后处理工艺系统能够视作由SCR系统和HCI系统两大系统构成。
(一)SCR系统:
SCR系统构架
SCR系统由尿素提供模块(SM)、尿素喷射模块(DM)、尿素液位仪温度品质感应器、尿素箱、后处理工艺操纵模块(ECU)及相对管道和整车线束组成,如圖所显示。
尿素提供模块(SM)将尿素溶液从尿素箱中提供尿素喷射控制模块,由液位传感器、气动隔膜泵、尿素过滤芯和反方向阀等构成,温度低时能够加温。
尿素提供模块
尿素喷射模块(DM)是将尿素溶液喷到欧六后CPU中,选用柴油发动机冷却循环水制冷。
尿素喷射模块
SCR(可选择性催化反应复原,SelectiveCatalytic Reduction)系统选用的氧化剂是尿素。尿素NH2CONH2 加 H2O 后在高溫下转化成 NH3 和CO2,其原理是将氧化剂喷到排气管,排气中的氮氧化合物与NH3反映被转变成N2和水。
ASC(氨过滤装置,Ammonia slip catalyst):为避免 二氧化氮的泄露,SCR催化器后有氨催化器,在这个催化器中NH3与O2反映转化成N2和水:4NH3 3O2->2N2 6H2O
SCR反映基本原理
SCR镀层关键有三种:V基、Cu基、Fe基,其特性比照见下表。
(二)HCI系统
HCI系统构架
HCI系统关键由HCI喷射系统、DOC总程、DPF总程构成。根据温度感应器测出的温度信息内容,实时监控系统DPF系统,并将数据信号传送至ECU,ECU测算碳载量,决策是不是必须积极再生及其积极再生的点火提前角。因而HCI系统能够称之为积极再生时的油泵系统。HCI系统的功效是操纵DOC前汽柴油喷射的喷射精密度,汽柴油在DOC中产生氧化还原反应,将进到DPF的排气温度提升到600℃之上,促使碳颗粒物在DPF中被氧化。
HCI喷射系统的功效是操纵DOC前汽柴油喷射的喷射精密度。DPM喷射系统关键有Metering Unit(MU)和Injection Unit(IU)2个元器件。
HCI喷射系统
MU是后处理工艺系统中DOC前汽柴油喷射计量检定模块,MU从柴油发动机底压油道汲取汽柴油,无附加的高压油泵。
IU是后处理工艺系统中DOC前汽柴油喷射模块,布局在排气碟阀后排气管上,由于与排气直接接触,必须冷却循环水开展制冷。
(1)DOC(空气氧化催化器,Diesel Oxidation Catalyst):是带有铂、钯等贵重金属镀层的金属催化剂(化学作用)。Pt关键用以NO空气氧化,Pd关键功效为耐热性。不一样的DPF再生方法,与之配对的DOC镀层中Pt、Pd成分与占比不同样。
在国六系统中,DOC功效尤为重要,其关键功效有下列三点:
①将有机废气里的NO转换为NO2,当有机废气温度高过300℃后,NO2可以将DPF收集到的颗粒物再生掉——处于被动再生。
②将有机废气里的NO转换为NO2,当有机废气中NO2占比升高后,可以快速提高SCR的转换高效率工作能力。
③当积极再生必须被激话时,是DOC将IU喷到的柴油机空气氧化,把有机废气温度提升到600℃上下。
(2)DPF(柴油机颗粒物过滤装置,Diesel Particulate Filter):壁流式的构造,收集排气中的碳颗粒物。是一种给袋的颗粒物捕集器,其原理是:有机废气穿过蜂巢状给袋的颗粒物捕集器,气旋越过边界层,颗粒物被留到袋内,绝大多数颗粒物根据该方法被抓集。颗粒物收集不断产生,DPF内颗粒物会愈来愈多最后阻塞DPF,务必根据再生的方法消除碳颗粒物。DPF媒介有对称性构造和非对称加密构造二种。非对称加密孔方案设计(孔眼进小圆孔出),比对称性孔方案设计过虑面积大,储碳储灰容量大。
DPF再生方式
在DPF工作中全过程中堆积的碳烟颗粒物会慢慢提升排气摩擦阻力,恶变柴油发动机特性,因而务必立即给予消除,这一全过程即是再生全过程。DPF的再生全过程分成处于被动再生和积极再生二种方式。
处于被动再生:即硬件配置本身缘故产生的消极性再生全过程。关键有三种方法:
①柴油发动机排气中的NOX(关键为NO)根据DOC后被氧化为NO2,而NO2与DPF中的碳反应,转化成NO、CO2、CO排出来,做到降低DPF中碳烟的目地。
②废气中的NO在DOC功效下转化成NO2,NO2对被抓集的碳烟有较强的空气氧化工作能力,运用造成的NO2做为还原剂去除DPF中的碳烟并转化成CO2,而NO2又被复原为NO,进而做到除去碳烟的目地。
③在大负载汽车行使状况下,柴油发动机在高排温(300-450℃)状况下把碳立即烧毁。
处于被动再生
积极再生:具体运作工作状况时,排气温度达不上处于被动再生标准( 排气温度250-450 °C ),需根据油泵在DOC中产生氧化还原反应,将排气温度提升到550°C之上,为DPF再生出示所必须的发热量,使碳点燃氧化还原反应转化成二氧化碳,做到降低DPF内碳烟的目地。
积极再生
(三)感应器
感应器布局
柴油发动机国六后处理工艺系统上集成化有4个温度感应器器、两个NOX感应器、一个PM感应器、一个压差传感器、一个尿素喷头;国五只有一个SCR前排气温度感应器和SCR后氮氧传感器。
4个温度感应器,各自坐落于DOC前、DPF前、SCR前、SCR后;
①DOC前排气温度感应器用以精确测量DOC前的排气温度,做为可开展积极再生的判断标准。DOC前的排气温度高过250°C时,可开展积极再生。
②DPF前排气温度感应器用以监管DPF再生时的温度,判断再生是不是一切正常。DPF再生时的温度600 ±50°C。
③SCR前排气温度感应器用以精确测量SCR前的排气温度,操纵尿素喷射特点。SCR前排气温度>180°C时,尿素泵逐渐建压, SCR前排气温度>200°C时,尿素泵逐渐喷射。
④SCR后排气温度感应器用以精确测量SCR后的排气温度,提升SCR后排气温度能够使测算SCR的反映温度更为精确。
两个NOX感应器,两个氮氧传感器分上下游氮氧传感器和中下游氮氧传感器,各自坐落于DOC前和SCR后;SCR前氮氧传感器用以精确测量柴油发动机原排的氮氧含量。SCR后氮氧传感器用以精确测量柴油发动机废气的氮氧含量。国六后处理工艺SCR系统选用闭环控制系统,根据各感应器精确测量数据信息可精准的操纵尿素特点,避免 尿素多喷或是少喷。
一个压差传感器,取气口坐落于DPF前和DPF后。压差传感器用以检测DPF前后左右压力差,分辨DPF是不是阻塞或是被清除。工作压力范畴0~128kPa。
一个PM感应器,安裝在SCR中下游,用以精确测量废气中的PM细颗粒物的成分,考虑DPF-OBD的监管规定,依据精确测量堆积的颗粒物的特性阻抗来测颗粒物量,并按时加温再生。
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