進入2021年,距離全國各地正式進入國六已經不足半年時間了,各主機廠為了滿足嚴苛的國六排放标準,已經完成了排放技術的升級。那麼您對國六後處理了解嗎?下面我們一起聊一聊。
一、國六排放标準的主要變化?
為減少機動車輛污染物排放對環境的污染,改善空氣質量,自2001年7月1日,國一标準在全國範圍内全面實施,到2018年6月28日公布的國六标準,我國的排放标準經曆了6個階段,随着每次排放标準的升級,對汽車制造技術提出更高要求,也使我們的産品品質不斷提升。
與《車用壓燃式、氣體燃料點燃式發動機與汽車污染物排放限值及測裡方法(中國II.I、V階段)》相比,國六标準的主要變化:NOx限值加嚴77%,PM值加嚴67%,新增顆粒物數裡(PN)限值要求。
增加了非标準循環排放測試要求和跟值(WNTE)和整車實際道路排放測試要求和限值(PEMS);統一采用穩态循環(WHSE)和統一瞬态循環(WHTC)污染物排放測試;
對氣态污染物、顆粒物和煙度排放滿足标準限值要求的耐久性和排放控制裝置的耐久性做出要求,其中輕型/5年或20萬km;中型/6年或30萬km;重型/7年或70萬km。将遠OBD監控應用到國家标準;OBD阈值檢測增加到5個。
二、國六技術路線及原理介紹
1.發動機排放污染物
發動機排放污染物分為氣态和固态;
氣态主要包括一氧化碳(CO)、氮氧化物(N0x)、碳氫化合物(HC);
固态主要包括PM(顆粒物質量)和PN(粒子數量),主要是碳、冷凝的碳氫化合物、硫酸鹽水合物。
其中N0x是在高溫富氧條件下産生的,PM是在高溫缺氧條件下産生的。從二者生成條件可以看出生成機理恰恰相反,即在降低NO x時必然造成PM排放的升高,反之亦然。
國六發動機後處理裝置的設計和功能,主要就是為了處理這兩大類污染物。
2.國六技術路線
目前重型柴油車輛後處理裝置主要技術路線為EGR DOC DPF SCR ASC。
(1)EGR:廢氣再循環(Exhaust Gas Recirculation)
作用是将少部分發動機燃燒後産生的廢氣和新鮮空氣混合後進入燃燒室,進行再次燃燒的技術,EGR有效抑制缸内溫度,從而達到降低NOx排放。
(2)DOC:氧化型催化器(Diesel Oxidation Catalyst)
作用是淨化尾氣中的CO和HC。DOC整個後處理過程的第一步,一般以金屬或陶瓷作為催化劑的載體,塗層中主要活性成分是鉑、钯等貴金屬與稀土金屬;
在國六系統中,DOC至關重要,主要作用有:
降低HC排放,将尾氣中HC氧化為H2O和C02;
将NO氧化為NO2,NO2将DPF裡面的碳顆粒氧化為氣态的C02;
氧化噴入排氣管的燃油,氧化柴油放熱使DPF溫度升高,DPF内碳與氧氣反應為CO2。
(3)DPF:全稱顆粒捕捉器(Diesel Particle Filter)
通常配合EGR廢氣再循環裝置,安裝在柴油機的接氣管上遊,對排氣中的大微粒(5um)通過碰撞、攔截的方式進行捕集,對小于100nm的小微粒通過擴散方式進行捕集,這使得DPF的顆粒捕焦效率高達95%以上。
DPF采用壁流式過濾通道,内部由很多細小的孔道組成,相鄰孔道一端出口封閉,一端入口封閉。
孔道壁面有微孔,可使氣流通過,所謂壁流式就是指排氣出口封閉,排氣隻能強制從每個通道的壁面小孔互相“滲透”,同時捕集經過的微粒,這樣相對于DOC的直通式的捕集器須都會更高。
但随着運行時間的增加,大量的顆粒堆積并堵塞DPF,造成排氣背壓增加,導緻發動機動力性能和經濟性能惡化。因此,DPF必須及時清除附着的顆粒,即DF的再生。DPF再生過程分為主動和被動2種形式。
注意:DPF不能采用水洗的清理方式,如果用水洗可能會破壞内壁催化,塗層,使其失效。
(4)SCR:(selective catalytic reduction)選擇性催化還原器
通過尿素噴射系統将尿素噴射到排氣管中,在催化劑的作用下,使氮氧化物與尿素發生還原反應,從而達到去除氮氧化物的目的。.
SCR技術通過優化燃油噴射系統(單體泵-高壓共軌)和噴油提前正時,使燃
油在高溫高氧的條件下充分燃燒,以降低顆粒物(在機内減少顆粒物優化發動機功率),再使用SCR技術降低因燃燒優化而産生的NOX排放。
(5)ASC氨逃逸催化器
為防止氫選逸,由于車輛可能存在尿素洩露、反應效率低等情況,尿素分解産生的氨氣可能會未參與反應而直接排出大氣。氨逃逸催化器(ASC)在載體内壁使用貴金屬等催化劑塗層,用于催化氧化廢氣,一般裝在SCR後端。
● 編後語
國六排放标準被稱為史上最嚴法規,對上遊車企、發動機廠等企業的生産技術、檢測标準和售後維修服務帶來一定挑戰。随着國六标準的實施,意味着發動機控制邏輯和整個後處理系統技術進行一次升級,建議各位卡友規範使用。(文/卡家号:zhuo)
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