欧曼GTL重卡后处理系统分析

王学军 徐长钊 孙长勇

摘 要：随着汽车工业的飞速发展，汽车的保有量急剧增加，尾气排放对环境造成了污染，最重要的是影响了人们的身体健康。重卡在国民经济建设中的地位非常重要，但是重卡柴油机的尾气排放对环境的影响更大，尾气中的NOx和碳粒危机人们的生命和健康。所以在利用重卡推进经济建设的同时，抑制尾气污染的排放，开发和应用先进的尾气控制技术，是车辆在设计制造时必须考虑的因素，后处理技术可以降低尾气排放的污染，后处理技术已经成为柴油机达到国IV国V甚至更高排放水平的技术保证。了解后处理技术和系统工作特点，为维护好后处理系统的正常工作打下坚实的基础。

关键词：欧曼;后处理系统;故障分析

中图分类号：U473.9  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）20-250-03

Abstract： With the rapid development of automobile industry and the rapid increase of car ownership， exhaust emissions cause environmental pollution， the most important thing is to affect people's health. Heavy truck plays an important role in the national economic construction， but the exhaust emission of heavy truck diesel engine has a greater impact on the environment， and the NOx and carbon particles in the exhaust gas crisis people's life and health. Therefore， while using heavy trucks to promote economic construction， it is a factor that must be taken into consideration in vehicle design and manufacturing to restrain exhaust emission and develop and apply advanced exhaust control technology. Post treatment technology can reduce exhaust emission pollution. Post treatment technology has become a technical guarantee for diesel engines to reach national IV or even higher emission level. Understand the post-processing technology and system working characteristics， and lay a solid foundation for maintaining the normal work of the post-processing system.

Keywords： Auman; Post-processing system; Fault analysis

CLC NO.： U473.9  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）20-250-03

1 引言

欧曼GTL重卡在国家经济建上扮演着重要的角色，由于尾气排放的污染问题，制约了重卡的可持续发展，解决尾气污染迫在眉睫。各国相继出台严格的政策，控制尾气排放污染。目前采用的缸内净化技术，后处理技术等比较成熟，国内重卡车辆尾气排放执行由国三向国四标准过渡。由于排放标准的递进升级，促进了重卡技术的不断提高，尤其是在控制尾气排放方面研发力度进一步加强。欧曼GTL重卡采用后处理技术，抑制了尾气污染的排放，及时进行后处理系统的维护可以保证尾气排放达到国家标准。

2 柴油机排放措施的改善

为了达到国家排放标准，柴油机的排放处理需要在机内净化和机外净化两方面进行考虑。在既要考虑排气污染的同時，又要兼顾燃油的消耗，机内净化技术目前做的比较到位，几乎把该技术做到了最高的境界。为了确保柴油机的环保质量达标，积极采用后处理技术是目前值得思考的问题。当前在计算机处理技术和电控技术相结合高速发展的年代，将柴油机电子控制系统和后处理系统运用电控技术有机结合，在燃油消耗一定的前提下，使发动机在不同工况下实现柴油机的性能和尾气排放匹配达到最佳，促进柴油机尾气排放达到国家标准。柴油机和汽油机尾气产生的污染物的比较，如表1所示。

表中可以看出，虽然柴油机的HC和CO含量相比较少，但是柴油机碳烟的排放数量比汽油机高出近40倍左右，碳烟对环境造成极大的破坏，而且碳烟对人体的危害最大，所以必须加以抑制。

为了保证柴油机良好的经济性、动力性，又要符合国家尾气排放标准，采用了后处理系统。欧曼GTL重卡柴油机SCR系统之所以能实现国五排放标准，是由于尾气排放的NOx、HC化合物和PM颗粒等指标相继降低了28%、23%和82%。

采用提高排气温度增加废气中氮氧化物，然后喷入适量尿素溶液在催化剂作用下，使氮氧化物生成氮气和水排出，达到控制排放的目的。欧曼GTL重卡柴油机在改进发动机的基础上，增加了SCR或EGR等后处理系统来实现环保。正确使用和维护该系统是提高车辆运行效率的前提，是排放达标、保护环境的重要保证。

为了保证尾气排放合乎国际国家的标准，采用三种方式来实施：采用缸内净化、提高燃油质量、运用后处理系统。柴油机缸内净化技术主要从尾气污染物的成分和影响因素考虑，对柴油机进行必要的改进和调整，减少或抑制尾气污染物的生成和排放。主要采用以下措施。

提高柴油质量就是降低柴油中的硫、胶质的含量;在柴油中加入硝酸烷基酯，它在气缸内能迅速离解，产生活性基，在体积分数为0.1%时，能提高1～6个单位的十六烷值，从而改善柴油的着火性能;加入钡、钙、铁的化合物，可以降低碳烟的自然温度，并有改善柴油机滤烟器再生产的作用，提高燃油的润滑性能。

3 SCR系统

SCR系统是一种控制柴油机尾气处理排放装置，可以将尿素混合溶剂注入到废气管内，在高温的作用下，尿素分解为氨气和二氧化碳，氨气在催化剂的作用下与氮氧化物反应，NO和NO2被还原为氮气N2和水H2O以减少NOx排放。

尿素水解为氨气：（尿素喷射系统）

（NH2）2CO+H2O??→2NH3+CO2 控制温度200度以上

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

作为一种有效的废气后处理措施，目的是降低NOx的生成，该技术起先应用于应对锅炉、电厂等污染源中，用来降低NOx生成，现在应用于降低柴油机尾气排放污染。原则上，氨（NH3）用作还原剂来加速柴油机的有害成分氮氧化物转化为无害的氮（N2），水蒸气（H2O）转化为氨，氨本身并没有毒，只是一种带有很强气味的气体，为了达到环保要求，将氨气通过喷射的形式注入排气管，与废气产生催化作用，形成无污染或污染小的混合物质。

柴油车污染物主要包括碳氢化合物（“HC”）、氮氧化物（“NOx”）、二氧化碳（“CO”）和颗粒（“PM”）。由于柴油机燃烧方式的的特殊性，HC和C0的排放量明显低于汽油发动机的排放量，但有大量的N0X和C0的生成，所以柴油机主要抑制尾氣NOx和PM的生成，并能符合国四或欧四的标准。为了达到更高等级的标准，需要缸内净化和尾气后处理双管齐下，世界上有两个比较先进的技术渠道：EGR+DPF线路，由美国汽车所代表;优化燃烧+SCR线路，由欧洲汽车所代表。

3.1 EGR+DPF路线

EGR+DPF路线：减少气缸中混合气体的氧气含量，降低了气缸中最大燃烧温度，并防止了氮氧化物的形成。操作原理是：一部分废气通过空气进气系统的EGR阀，一部分废气通过进气管道和新鲜空气进入气缸再次参与燃烧。废气中的二氧化碳会降低了燃烧过程中的最大温度，抑制了氮氧化物的产生，并降低了废气中氮氧化物的含量。碳粒通过后处理系统作用，进行过滤，抑制较大颗粒排入大气，抑制污染环境。

优点：无需增加尿素，操作成本低，无需配备设备，无需增加蓝水箱，重量低于SCR系统。

缺点：燃油品质要求较高，硫含量低于50 ppm，需要加装设备，还要加强冷却系统的设计。

3.2 优化燃烧+SCR路线

该工艺主要用于通过内部清洁技术控制气缸中的PM形成，优化柴油机的喷射和改进气缸的内燃。只有SCR技术才能在后处理过程中减少NOx排放，从而使NOx和PM排放达到要求。

其工作原理是通过控制喷油软件等措施，在发动机气缸完全燃烧，使发动机的PM排放达到国家五标准。对于生产的N0x，在汽车排气系统中加入控制喷射器装置，将排气中的NOx转化为氮和水，并通过“选择性催化还原过程”从车上去除。

优点：无需改变发动机结构，柴油机在优化燃烧后，发动机的燃料消耗量可以增加5%至7%。如果扣除加蓝成本，情况还会进一步改善在3%至5%之间，尿素溶液是安全的，价格低廉，容易获得，特别是对硫和油不敏感。

缺点：添加尿素，即加蓝，并安装备用设施，提高车辆质量，添加NOX传感器，以确保闭环控制以满足国v标准。

3.3 两条技术路线的比较

4 总结

欧曼GTL重卡在国民经济建设中处于主力军的地位，我们既要保证合理利用车辆最大限度的为社会服务，又要考虑车辆的环保问题，这就需要车辆在研发中要综合考虑，最大限度的控制尾气的排放，探讨更加合理科学的后处理技术，还大自然青山绿水，碧海蓝天。

参考文献

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