5.柴油发动机尾气后处理技术

1、6/14/2021Proprietary1柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术5.6/14/2021Proprietary2柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术内容 介绍介绍 柴油燃烧 氮氧化物（NOX） 碳氢化合物（HC） 光化学烟雾 一氧化碳（CO） 硫化物（SOX） 黑烟和白烟（Smoke） 颗粒物（PM） 二氧化碳（CO2） 排放控制排放控制 排放法规 减少颗粒物（PM）的排放 减少氮氧化合物（NOX）的排放 控制策略 氧化催化器（DOC） 颗粒捕捉器（DPF） 控制逻辑与硬件 氧传感器对废气的监控和修正 失效与燃油要求6/14/2021Proprietary3

2、柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术概述柴油发动机的燃烧排放物介绍碳氢化合物燃油的燃烧反应碳氢化合物燃油的燃烧反应柴油燃烧柴油燃烧C Cx x H Hy y S Sz z + O + O2 2 + N + N2 2COCO2 2 + H + H2 2O + NO + N2 2 + O + O2 2 + NO + NOx x + HC + CO + SO + HC + CO + SOx x + C + C柴油柴油DieselDieselfuelfuel空气空气AirAir排气中的主要成分排气中的主要成分Major exhaustMajor exhaustconstituentscon

3、stituents排气中的微量成分排气中的微量成分Exhaust components foundExhaust components foundin trace concentrationsin trace concentrations6/14/2021Proprietary4柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术概述柴油发动机的燃烧排放物介绍柴油的燃烧反应柴油的燃烧反应氮氧化合物氮氧化合物 （NOxNOx）C Cx x H Hy y S Sz z + O + O2 2 + N + N2 2COCO2 2 + H + H2 2O + NO + N2 2 + O + O2 2 + +

4、 NO NOx x + HC + CO + SO+ HC + CO + SOx x + C + C柴油柴油DieselDieselfuelfuel空气空气AirAir排气中的主要成分排气中的主要成分Major exhaustMajor exhaustconstituentsconstituents排气中的微量成分排气中的微量成分Exhaust components foundExhaust components foundin trace concentrationsin trace concentrations6/14/2021Proprietary5柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后

5、处理技术概述什么是氮氧化合物 （NOx） 包括NO和NO2- NO无色气体- NO2黄褐色气体- 柴油机燃烧过程 由氮气与氧气在一定条件下反应生成(例如燃烧)。 产生条件：- 高温- 富氧- 足够的反应时间 主要产生于柴油机高负荷工况 在阳光下与碳氢化合物反应构成光化学烟雾6/14/2021Proprietary6柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术概述氮氧化合物 （NOx）的危害 就全球来看，空气中的氮氧化物主要来源于天然源，但城市大气中的氮氧化物大多来自于燃料燃烧，以汽油、柴油为燃料的汽车，尾气中氮氧化物的浓度相当高。 直接危害 人身体器官损害 间接危害 光化学烟雾、酸雨北京广

6、州上海6/14/2021Proprietary7柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术概述柴油发动机的燃烧排放物介绍柴油的燃烧反应柴油的燃烧反应碳氢化合物（碳氢化合物（HC）C Cx x H Hy y S Sz z + O + O2 2 + N + N2 2COCO2 2 + H + H2 2O + NO + N2 2 + O + O2 2 + NO + NOx x + + HC HC + CO + SO+ CO + SOx x + C + C柴油柴油DieselDieselfuelfuel空气空气AirAir排气中的主要成分排气中的主要成分Major exhaustMajor ex

7、haustconstituentsconstituents排气中的微量成分排气中的微量成分Exhaust components foundExhaust components foundin trace concentrationsin trace concentrations6/14/2021Proprietary8柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术概述什么是HC化合物 包括100多种由碳(C)和氢(H)组成的不同化合物 燃料不完全燃烧或完全不燃烧的产物 主要产生于柴油机低负荷, 冷态及起动工况 从活塞环及气门导管窜入燃烧室的润滑油将成为碳氢排放 在阳光下与氮氧化物反应生成光化

8、学雾6/14/2021Proprietary9柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术概述柴油发动机的燃烧排放物介绍柴油的燃烧反应柴油的燃烧反应光化学烟雾及臭氧光化学烟雾及臭氧C Cx x H Hy y S Sz z + O + O2 2 + N + N2 2COCO2 2 + H + H2 2O + NO + N2 2 + O + O2 2 + + NONOx x + HC + HC + CO + SO+ CO + SOx x + C + C柴油柴油DieselDieselfuelfuel空气空气AirAir排气中的主要成分排气中的主要成分Major exhaustMajor exh

9、austconstituentsconstituents排气中的微量成分排气中的微量成分Exhaust components foundExhaust components foundin trace concentrationsin trace concentrationsNOx + HC NOx + HC O O3 3 + . + . 它是一种淡蓝色的化学烟雾，是由汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx）等一次污染物，在阳光的作用下发生化学反应，生成臭氧 (O3)、醛、酮、酸、过氧乙酰硝酸酯（PAN）等二次污染物，参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物

10、所形成的烟雾污染现象叫做光化学烟雾。6/14/2021Proprietary11柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术概述光化学烟雾的危害 烟雾的主要成分, 城市空气污染治理的最主要难题之一 刺激性强烈, 可引起窒息, 咳嗽及眼睛刺激 损伤肺组织, 加重呼吸系统疾病, 并使呼吸系统易受感染污染严重可抑制植物生长, 并可造成农作物及森林的广泛伤害6/14/2021Proprietary12柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术概述柴油发动机的燃烧排放物介绍柴油的燃烧反应柴油的燃烧反应一氧化碳（一氧化碳（CO）C Cx x H Hy y S Sz z + O + O2 2 +

11、N + N2 2COCO2 2 + H + H2 2O + NO + N2 2 + O + O2 2 + NO + NOx x + HC + + HC + CO CO + SO+ SOx x + C + C柴油柴油DieselDieselfuelfuel空气空气AirAir排气中的主要成分排气中的主要成分Major exhaustMajor exhaustconstituentsconstituents排气中的微量成分排气中的微量成分Exhaust components foundExhaust components foundin trace concentrationsin trace c

12、oncentrations6/14/2021Proprietary13柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术概述什么是一氧化碳（CO） 无色无味气体- 可降低血液向身体组织器官输送氧气的能力- 一氧化碳含量较高可造成视觉损伤, 肢体灵活性、学习能力及完成复杂工作能力降低 形成于碳氢化合物的中间燃烧阶段 当燃烧趋于完全, CO被氧化为CO2 温度低, 反应时间短及空燃比低等均可造成不完全燃烧, 进而产生CO 由于空燃比较高, 柴油机的一氧化碳排放较低 虽然法规规定了限值, 但对柴油机而言不是问题6/14/2021Proprietary14柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术

13、概述柴油发动机的燃烧排放物介绍柴油的燃烧反应柴油的燃烧反应硫化物（硫化物（SOx）C Cx x H Hy y S Sz z + O + O2 2 + N + N2 2COCO2 2 + H + H2 2O + NO + N2 2 + O + O2 2 + NO + NOx x + HC + CO + + HC + CO + SO SOx x + C+ C柴油柴油DieselDieselfuelfuel空气空气AirAir排气中的主要成分排气中的主要成分Major exhaustMajor exhaustconstituentsconstituents排气中的微量成分排气中的微量成分Exhaus

14、t components foundExhaust components foundin trace concentrationsin trace concentrations6/14/2021Proprietary15柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术概述氧化硫的危害 燃油中的硫在燃烧过程中的氧化物 与空气中的水反应生成硫酸 可使土壤及水变为酸性，损害树木及农作物的枝叶 过高浓度会影响呼吸并可使呼吸及心血管疾病患者加重病情 燃油中的硫可以导致催化器失效 控制方法是限制燃油中硫的含量6/14/2021Proprietary16柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术概述柴

15、油发动机的燃烧排放物介绍柴油的燃烧反应柴油的燃烧反应黑烟和白烟（黑烟和白烟（smoke）C Cx x H Hy y S Sz z + O + O2 2 + N + N2 2COCO2 2 + + H H2 2O O + N+ N2 2 + O + O2 2 + NO + NOx x + + HC HC + CO + SO+ CO + SOx x + + C C柴油柴油DieselDieselfuelfuel空气空气AirAir排气中的主要成分排气中的主要成分Major exhaustMajor exhaustconstituentsconstituents排气中的微量成分排气中的微量成分Exh

16、aust components foundExhaust components foundin trace concentrationsin trace concentrations6/14/2021Proprietary17柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术概述黑烟和白烟 没有参与燃烧反应的, 可遮挡光的碳粒称之为黑烟 黑烟一般是在加速及高负荷时排出 白烟是由未燃烧的碳氢和水蒸气等无色液体颗粒反射或折射光形成 白烟只在冷态及低负荷时产生6/14/2021Proprietary18柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术概述柴油发动机的燃烧排放物介绍柴油的燃烧反应柴油的燃

17、烧反应颗粒物颗粒物Particulate Matter (PM) C Cx x H Hy y S Sz z + O + O2 2 + N + N2 2COCO2 2 + H + H2 2O + NO + N2 2 + O + O2 2 + NO + NOx x + + HC HC + CO + + CO + SOSOx x + + C C柴油柴油DieselDieselfuelfuel空气空气AirAir排气中的主要成分排气中的主要成分Major exhaustMajor exhaustconstituentsconstituents排气中的微量成分排气中的微量成分Exhaust compon

18、ents foundExhaust components foundin trace concentrationsin trace concentrations6/14/2021Proprietary19柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术概述什么是颗粒物（PM） 排气经稀释后通过过滤器所收集到的所有沉积物 主要成分包括碳颗粒, 燃油与机油中的重碳氢, 硫酸盐, 硝酸盐及灰分 碳颗粒(soot)是因空气不足或燃烧温度低致使自由碳不能完全燃烧而形成 产生条件：- 低温- 缺氧- 反应时间短6/14/2021Proprietary20柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术概述

19、颗粒物的危害11 m及以上颗粒不会进入人体7-11 m颗粒只能进入鼻腔4.7-7 m颗粒可到达咽部3.3-4.7 m颗粒可进入气管及浅层支气管2.1-3.3 m颗粒可进入深层支气管1.1-2.1 m颗粒可达到支气管末梢0.65-1.1 m颗粒可进入细支气管0.43-0.65 m颗粒可进入肺泡6/14/2021Proprietary21柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术概述PM10 和 PM2.5 PM10直径10m的颗粒- PM10 年算术平均值不超过 50 g/m3- PM10 24小时平均值不超过 150 g/m3 PM2.5直径2.5m的颗粒- PM2.5 年算术平均值不超

20、过 15 g/m3- PM2.5 24小时平均值不超过 65 g/m3 柴油机产生的颗粒物都是柴油机产生的颗粒物都是PM2.5- 通过提高喷射压力来控制PM的排放量6/14/2021Proprietary22柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术概述可见烟雾PM2.5: 34.2 g/m3PM2.5: 0.2 g/m36/14/2021Proprietary23柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术概述柴油发动机的燃烧排放物介绍柴油的燃烧反应柴油的燃烧反应二氧化碳二氧化碳 （CO2）C Cx x H Hy y S Sz z + O + O2 2 + N + N2 2COCO

21、2 2 + H + H2 2O + NO + N2 2 + O + O2 2 + NO + NOx x + HC + CO + SO + HC + CO + SOx x + C + C柴油柴油DieselDieselfuelfuel空气空气AirAir排气中的主要成分排气中的主要成分Major exhaustMajor exhaustconstituentsconstituents排气中的微量成分排气中的微量成分Exhaust components foundExhaust components foundin trace concentrationsin trace concentratio

22、ns6/14/2021Proprietary24柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术概述温室气体CO2 柴油机排放中的主要成分之一 无毒 与全球变暖有关- 通大气中二氧化碳排放量增加是造成地球气候变暖的根源。国际能源机构的一项调查结果表明，美国、中国、俄罗斯和日本的二氧化碳排放量几乎占全球总量的一半。调查表明，美国二氧化碳排放量居世界首位，年人均二氧化碳排放量约 20 吨，排放的二氧化碳占全球总量的 23.7%。中国年人均二氧化碳排放量约为 2.51 吨，约占全球总量的 13.6%。 6/14/2021Proprietary25柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术概述温

23、室气体CO26/14/2021Proprietary26柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术概述小结6/14/2021Proprietary27柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术概述小结请提问！请提问！6/14/2021Proprietary28柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制全球汽车排放法规EPA 测试法规ECE/EC 测试法规US/EC 测试法规日本 测试法规印度 测试法规未规定排放法规6/14/2021Proprietary29柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制公路用车 EPA & 欧洲标准2005 2009 201

24、3WEUEuro 5 India2005 2009 2013BS3BS4 CN 4 2005 2009 2013ChinaCN 2CN 3 U.S.A. EPA2005 2009Tier 2 interim Tier 2 final(Bin5) 2005 2009 2013KoreaEu 3 Euro 4 Euro 5 2005 2009 2013RussiaEuro 2Euro 3 Eu 4 2005 2009 2013JapanJ.05 NLT J.09 PNLT Brasil (LD)2005 2009 2013Proconve L5 Pro. L3 L4U.S.A. CARB2005

25、2009 2013LEV2 ULEVLEV 2 SULEVEuro 6 Euro 4 需要后处理需要后处理6/14/2021Proprietary30柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制排放控制技术Emissions排放控制技术排放控制技术Engine Architecture Integration发动机结构发动机结构整合整合In-Cylinder Only 缸内净化Aftertreatment后处理技术后处理技术Cooled EGR 冷却式废气再循环SCR 选择性催化还原DPF 颗粒物捕捉器DOC 氧化催化器6/14/2021Proprietary31柴油发动机尾气后处

26、理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制燃烧循环中的气缸温度6/14/2021Proprietary32柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制燃烧循环中的气缸温度6/14/2021Proprietary33柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制柴油如何燃烧燃油喷射呈雾化燃油喷射呈雾化燃油被热空气加热开始蒸发燃油被热空气加热开始蒸发富含烟雾的燃烧的产物富含烟雾的燃烧的产物 (CO, Particulates)(CO, Particulates)热的空气和燃油喷雾混合热的空气和燃油喷雾混合最初的燃烧分解燃油最初的燃烧分解燃油高温火焰边缘高温火焰边缘(NOx, CO

27、(NOx, CO2 2 & H & H2 2O)O)6/14/2021Proprietary34柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制控制火焰温度和控制排放有害物曲轴转角曲轴转角保持火焰温度足够低可以抑制保持火焰温度足够低可以抑制NOxNOx的产生的产生保持火焰温度足够高可以充分燃烧掉颗粒物保持火焰温度足够高可以充分燃烧掉颗粒物局部火焰温度局部火焰温度 6/14/2021Proprietary35柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制燃烧工程学手段减少微粒排放目的方法 增加喷射压力 提前燃烧 多次喷射 提高增压压力 使排气氧化 高压共轨系统 电子控制燃油喷射

28、 电控多次喷射 采用增压器 催化转化器增大最小燃烧温度6/14/2021Proprietary36柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制燃烧工程学手段减少NOx排放目的方法 降低进气温度 推迟燃烧起点 多次喷射 稀释可燃混合气采用空对空中冷电子控制燃油喷射电控多次喷射采用EGR减小最大燃烧温度6/14/2021Proprietary37柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制欧洲稳态测试循环6/14/2021Proprietary38柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制欧洲瞬态测试循环6/14/2021Proprietary39柴油发动机尾

29、气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制欧洲瞬态测试循环020406080100020040060080010001200140016001800Normalized SpeedNormalized Torque-20020406080100020040060080010001200140016001800Urban StreetsRural RoadsMotorways020406080100020040060080010001200140016001800Normalized SpeedNormalized Torque-20020406080100020040060080010001

30、200140016001800Urban StreetsRural RoadsMotorways6/14/2021Proprietary40柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制排放控制技术 （EGR+DOC）中冷器节气门空气质量流量传感器进气歧管温度/压力传感器EGR阀EGR冷却器柴油机氧化催化器DOC涡轮增压器空气滤清器HO2S进气歧管温度压力传感器测量进入气缸的混合气总量空气质量流量传感器测量进入气缸的新鲜空气总量节气门在某些工况下降低进气歧管压力，使再循环废气可以流入6/14/2021Proprietary41柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制路

31、虎2.2 升 TD4 发动机后处理装置方案1. 排气歧管 2. 加热式氧气传感器(HO2S) 3. 催化转化器 4. 连接接头5. 后连接管 6. 橡胶减振器（ 5 个）7. 后消声器 8. 前连接管9. 车身悬挂 10. 分离器11. 出口弯管 12. V 形夹和衬垫13. 涡轮增压器6/14/2021Proprietary42柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制路虎3.0 升 TDV6 发动机后处理装置方案1. 螺栓（ 5 个） 2. 衬垫3. 加热型氧传感器（ HO2S ） 安装台4. 挠性联轴节 5. 催化转化器6. 夹紧器 7. 安装橡胶垫（ 6 个）8. 催化转

32、化器 9. 消声器 中 10. 消声器 后6/14/2021Proprietary43柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制排放控制技术 （EGR+DPF）空空中冷空空中冷EGR-冷却器冷却器 可变截面可变截面VGTEGRValvedP1Grid Heater曲轴箱通风曲轴箱通风DOCParticulate FilterT3T1dP2T2EGRValveHO2S6/14/2021Proprietary44柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制路虎2.2 升 TD4 发动机后处理装置方案1. 温度传感器 2. 加热型氧传感器（HO2S）3. 差压传感器4. 高

33、压传感器管5. 低压传感器管6. 柴油颗粒过滤器7. 温度传感器6/14/2021Proprietary45柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制路虎3.0 升 TdV6 发动机后处理装置方案1. 螺栓（ 5 个） 2. 衬垫3. 温度传感器安装台 4. 挠性联轴节5. HO2S 安装凸台 6. 催化转化器7. 夹紧器8. 安装橡胶垫（ 6 个） 9. 夹紧器10. 差压传感器 11. 消声器 中 12. 消声器 后13. 温度传感器安装台 14. 柴油颗粒过滤器（ DPF ）15. 温度传感器安装台6/14/2021Proprietary46柴油发动机尾气后处理技术柴油发动

34、机尾气后处理技术排放控制排放控制技术 （DOC+SCR）1. 柴油发动机 2. 温度传感器 3. 氧化催化器总成 4. 还原剂喷嘴 5. NOX传感器 6. 催化还原部件 7. SCR催化转化部件 8. NH3回收部件 9. NH3传感器 10. ECM 11. 还原剂泵12. 还原剂罐 13. 液位传感器6/14/2021Proprietary47柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制氧化型催化转化器DOC 氧化催化器可以降低碳氢化合物、一氧化碳以及部分微粒。 氧化催化器是一个圆筒形的陶瓷载体，中间有许多细长的通道，可以大大增加陶瓷载体内部的表面积。 活性催化材料是用真空金

35、属化的方法加到陶瓷表面的，有害物质与催化材料接触时就会被转化。 利用发动机尾气热量，加热陶瓷表面的催化剂到足够温度，有效降低尾气中可分解的有机颗粒物 90 %未燃烧或部分燃烧的HC被转化成水蒸气和CO2，有害的CO被转化成CO2. 25 50% 微粒减少6/14/2021Proprietary48柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制氧化型催化转化器DOC载载体体材材料料陶陶瓷瓷金金属属传传热热效效率率慢慢快快安安装装位位置置尺尺寸寸大大，尾尾管管安安装装尺尺寸寸紧紧凑凑，靠靠近近增增压压器器安安装装成成本本低低高高背背压压流流通通式式, 无无背背压压降降流流通通式式, 无无

36、背背压压降降 根据安装的位置不同有两种不同的材料应用在氧化型催化转化器上。 陶瓷载体的（远离增压器安装） 金属材料载体的（靠近增压器安装）6/14/2021Proprietary49柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制DOC 转化效率 Pt涂层对HC和CO进行氧化转化HCCONOXPM转化效率90805%10%(可有效的转化NO变为NO2, 但是对NOx整体没有明显转化效率)对挥发性颗粒物有效,但对碳烟无明显转化效率起燃温度1801506/14/2021Proprietary50进气压力废气压力排气温度氧含量柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制DOC 系

37、统的控制逻辑6/14/2021Proprietary51柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制颗粒捕捉器DPF Soot 产生于柴油的不完全燃烧，目前称为碳烟。 堇青石制成的颗粒捕捉器是一种壁流式过滤器。碳烟被颗粒捕捉器收集，在一定的条件下氧化生成CO2 在DPF中把收集来的碳烟进行氧化的过程叫做再生 Regeneration DPF 采用基于催化涂层的技术。 DPF 由硅碳制成，安装于一个钢制容器中，它具有出色的抗热震性和热传导特性。6/14/2021Proprietary52柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制颗粒捕捉器DPF 过滤器的多孔表面包括若干

38、个小而平行的管路，这些管路位于排气系统的纵向方向。 滤清器中的临近管路在末端交替插接。 此设计使废气流通经 过多孔墙，此过滤器墙相当于过滤媒介。 较大而不能通过多孔表面的微粒物质被采集并储存在管路中。 DPF 再生由 DPF 排气的温度控制。 DPF 包括滤清器表面涂层，此涂层包括铂和其他组件并与催化转化器相似。 在特定废气和 DPF 温度下，组件 能够促进微粒的氧化，并能氧化排放物中的一氧化碳和碳氢化合物。6/14/2021Proprietary53柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制颗粒捕捉器DPF 废气和 DPF 温度由位于发动机控制模块 (ECM) 的 DPF 软件

39、控制。 DPF 软件根据驱动类型、行驶距离和从压差传感器和温度传感器发出的信 号以监测 DPF 的负载状态。 当 DPF 的微粒负载达到预定水平， DPF与发动机控制模块 (ECM) 以及下列不同的控制功能共同作用调节再生： 燃油喷射 节气门 废气再循环（EGR） 涡轮增压器增压压力控制 再生过程之所以可以发生，是因为共轨喷射发动机的可变性能够提供对燃油流动、燃油压力和喷射时间的确切控制，这些对帮助足够的再生过程非常重要。DOCDPF6/14/2021Proprietary54柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制DPF 被动再生DOC 转化 NO 为 NO22NO2NO +

40、 O2DPFCDOCNOXO2C2NO + O2 2NO2C + 2NO2C + 2NO2 CO2C + 2NO2 CO2 + 2NO被转化后NO2作为强氧化剂来进一步氧化DPF上的碳烟。 220 - 450C6/14/2021Proprietary55柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制DPF 主动再生添加多余的碳氢化合物DOC 将多余的HC氧化从而大幅提高DPF的温度实现再生350 - 550CDPFDOCCO2H2OHCC C + O2C + O2 CO2HC + O2HC + O2 H2OHC + O2 H2O + CO26/14/2021Proprietary56

41、柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制什么是后喷？为什么要后喷？ 目的- 对排放出的尾气加温- 为DOC提供HC以便于进一步对DPF加温 方法- 额外喷油, 将柴油直接喷射到排气系统- 缸内喷射, 利用共轨技术在不同的时间向缸内喷射燃油提高温度并提供额外的HC6/14/2021Proprietary57柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制什么是Ash 灰？ 目在DPF上只能对不完全燃烧后产生的排放物进行再生 燃油或机油的添加剂成份也可以被DPF过滤下来并留在滤清器上，这些成份称作灰 ash- Ca, S, Zn and P- CaSO4- Zn2P2O7

42、通过反吹设备对DPF清理 DOC & DPF 装置内部涂层均含有重金属物质，在进行维修作业过程中必须做好防护和环境保护工作，以防止人员中毒或环境污染。6/14/2021Proprietary58柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制DPF 系统的控制逻辑和复杂的硬件催化转化温度传感器DPFCANEGR节气门 喷油器冷却液温度传感器DPF进出口温度传感器催化转化器柔性连接氧传感器DOCDPF压差传感器6/14/2021Proprietary59柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制DPF 系统的控制逻辑和复杂的硬件 DPF再生再生 EDC ECU通过周期性的提

43、升排气温度（ 提升排气温度的方法提升排气温度的方法:- 后喷- 进气空气截流- DPF再生燃烧 再生结束后再生结束后: 再生结束后，EDC ECU监测压差传感器并与标准值对比，近而估算残留在DPF内的灰烬含量。6/14/2021Proprietary60柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制DPF 系统的控制逻辑和复杂的硬件DPF空载状态6/14/2021Proprietary61柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制DPF 系统的控制逻辑和复杂的硬件DPF满载状态6/14/2021Proprietary62柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排

44、放控制DPF 系统的控制逻辑和复杂的硬件DPF再生状态6/14/2021Proprietary63柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制DPF 系统的控制逻辑和复杂的硬件 压差传感器是一个5V工作电压的模拟信号传感器- DPF负载相对为空载的时候，输出电压大约为 0.5V - DPF负载相对为满载的时候，输出电压大约为 4.5V1.压差传感器2.压力传感器元件3.DPF前压力4.DPF后压力5.DPF前温度传感器6.DPF7.DPF后温度传感器12345676/14/2021Proprietary64柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制DPF 系统的控制逻

45、辑和复杂的硬件 如果传感器出现故障，则ECM控制如下:- 发动机功率下降- EGR功能禁用 - 记录故障信息并报故障码 ECU如何监测到如何监测到DPF系统达到饱和状态（需要激活主动再生）系统达到饱和状态（需要激活主动再生）?通过计算模块精确计算来自于压差传感器、排气温度传感器等来确定饱和状态通过计算模块精确计算来自于压差传感器、排气温度传感器等来确定饱和状态. 排气温度传感器失效会导致什么样的结果排气温度传感器失效会导致什么样的结果?将不进行饱和状态的监测，仅有被动循环发生将不进行饱和状态的监测，仅有被动循环发生.12345676/14/2021Proprietary65柴油发动机尾气后处理

46、技术柴油发动机尾气后处理技术排放控制DPF 系统的控制逻辑和复杂的硬件6/14/2021Proprietary66柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术氧传感器对废气的监控和修正6/14/2021Proprietary67柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术氧传感器加热型宽带氧传感器产品类型产品类型 宽带氧传感器宽带氧传感器6/14/2021Proprietary68柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术氧传感器加热型宽带氧传感器宽带氧传感器宽带氧传感器 宽带氧传感器在Nernst腔的基础上又增加了一个电化学元件泵氧元。在泵氧元开有一狭缝，排气从狭缝进入测试腔（

47、扩散腔）。 加在泵氧元上的电压可以保证当测试腔内的氧多时，排除腔内的氧，而当腔内的氧少时，供氧，从而使得提供给泵氧元的电流就反映了排气中的空气过量系数。IP- 泵氧元电流IA- 修正电流UN- 氧传感器 加热控制电压APE-泵氧元电极端IPN-公共负端RE-Nernst腔电极端6/14/2021Proprietary69柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术氧传感器加热型宽带氧传感器 特性 宽带氧传感器将经过特殊处理和控制的泵氧元供给电流作为测量空气过量系数的参数，这样传感器产生的就不是Nernst腔产生阶跃函数性质的响应而是连续递增的信号。6/14/2021Proprietary70柴油发动机尾气后处理技术柴油发动机尾气后处理技术氧传感器加热型宽带氧传感器测量点：控制单元自诊断、泵氧元电极端对地电压、Nernst腔电极端对地电压传感器加热供电、修正电阻阻值整形后的Nernst腔工作波形、泵氧元信号工作波形 LSU4 传感器6/14/2021Pro