车用柴油机SCR技术现状及应用前景分析(2)

从2010年6月1日起，珠三角地区已经实行国IV排放标准，对柴油机提出了更为苛刻的废气排放和节能要求，在燃烧方面，目前技术状况下能采用的技术措施多已被采用，仅依靠燃烧系统的优化已无法满足更高要求，更多的是将其与机后净化措施相结合，来满足更为苛刻的国IV排放要求。可通过使用选择性催化还原（SCR）技术，利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理，降低发动机的NOX排放，这是内燃机排放控制领域的技术突破，使其符合国IV排放要求。

随着排放法规的不断严格，推出满足国Ⅳ排放标准的柴油机是国内各柴油机生产企业的当务之急。虽然SCR技术在欧美应用得比较成熟，但是国内的SCR技术才刚刚起步，因此有必要对这一适合我国国情的技术进行研究。 1.2 系统的组成

SCR系统主要由SCR催化转化器、电控单元、尿素罐、尿素泵（尿素溶液供给模块）、计量模块、喷雾器及各种传感器组成。如图2所示为Bosch公司典型的SCR系统原理图。

图2 SCR系统原理图

1.2.1 尿素罐

尿素罐用于储存工业尿素，主要由尿素罐液位、尿素滤清器和温度传感器组成，如图3所示。尿素罐液位和温度传感器分别监测尿素罐的液位及温度。

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图3 尿素罐

1.2.2 尿素加料装置（尿素泵）

加料装置本质上是一个智能泵，在发动机ECM的控制下将尿素加料到喷射器喷嘴上进行喷射，如图4所示。

图4 尿素泵

1）尿素加料泵按照发动机ECM发出的CAN指令输送尿素溶液。

2）尿素加料系统利用系统提供的压缩空气传送一定剂量的尿素到喷嘴上。 3）尿素加料泵具有一个内置加热装置，允许系统在外部温度为-40 ℃以下工作（尿素在-11℃时冻结）。

4)尿素加料泵集成了自诊断程序，通过J1939CAN通信接口发送OBD信息，向系统报告自身的运行状况。

5）尿素加料泵可以适应12V和24V电源电压。 1.2.3 尿素喷嘴

尿素喷嘴由不锈钢制成，喷射器管焊接在喷射器喷嘴体上，如图5所示。

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图5 尿素喷嘴

1.2.4 催化器

催化器通常是当前排气消声器尺寸的2倍。催化器由消声器和SCR催化砖两部分组成，如图6所示。

SCR催化砖有如下特点：①不含贵重金属；②良好的NH3吸收能力和良好的氮氧化物转换能力；③带褶皱的玻璃纤维纸；④可以卷成不同的尺寸和形状。

图6 催化器

1.2.5 排气温度传感器

SCR系统上装有2个排气温度传感器，一个进口排气温度传感器和一个出口排气温度传感器，它们是用来监测催化器的温度。如图7所示。

图7 排气温度传感器