3选择型催化转换器系统综述及应用

1、选择型催化转化系统综述及应用指南康明斯公司北京办事处2006年5月2康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京选择型催化转化系统综述3康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京尿素喷入高温排气后分解为氨和二氧化碳（160 C）: (NH2) 2CO+H2O 2NH3 + CO2 SCR的作用是基于氧化氮与氨按照下列化学式的催化转化:4NH3 + 4NO + O2 4N2 + 6H2O8NH3 +6NO2 7N2 + 12H2O排气排气SCR催化器催化器尿素喷嘴尿素喷嘴4康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京AdBlue贮存罐贮存罐系统功能灯系统功能灯压缩空气供

2、给压缩空气供给发动机排气发动机排气尿素喷嘴尿素喷嘴温度传感器温度传感器X2排气尾排气尾管管汽化区域汽化区域计量单元计量单元2007年要加入的年要加入的Nox传感器传感器SCRSCR芯部总成芯部总成5康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京DIN V 70070标准AdBlue是一种透明的液体溶济，有轻微的氨气味尿素大量地用作为肥料及并以颗粒状态出售AdBlue 是一种水与尿素的混合液（尿素占32.5%)AdBlue被化学工业定义为一种无害的液体AdBlue是什么？是什么？6康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京如果溢出的水份蒸发，会形成晶体颗粒AdBlue 是一种有腐

3、蚀性的液体，会侵蚀中碳钢、青铜、铜及锌贮存罐应采用不锈钢，镁铝合金或者是中-高密度的合成聚乙烯AdBlue 在-11时开始结冰AdBlue是什么？是什么？7康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京选择型催化转化系统（SCR）零部件8康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京DNXR-905 SCR 催化器催化器工作范围 200535C (450C 连续, 550C0.85排气进口直径大小由排气流量决定，ISBE=89mm的内径排气流排气流12康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京空气罐空气罐AdBlue罐罐ECM催化器输入温度催化器输入温度催化器输出温度催化

4、器输出温度加热器的继电器加热器的继电器电瓶正极电瓶正极电瓶负极电瓶负极发动机发动机催化器催化器加热器加热器蓄电瓶蓄电瓶尿素尿素失效灯失效灯UDS控制系统控制系统根据根据ECM指令，提供尿指令，提供尿素喷入量计量素喷入量计量具备与在线诊断通讯功具备与在线诊断通讯功能能泵盖自加热系统（如温泵盖自加热系统（如温度低于度低于5)清洗及加注管清洗及加注管自诊断系统自诊断系统内部电源供给系统，不内部电源供给系统，不用担心整车是用用担心整车是用12 或或24V电源供电电源供电SCR插接线插接线AdBlue溶液系统溶液系统UDS发动机发动机map发动机参数发动机参数评估评估NOx量量运算运算传感器输入输出传感

5、器输入输出系统系统尿素液面尿素质量尿素温度SCR零件零件-控制系统控制系统UDS供货范围供货范围SCR插接件插接件MAF阀门控制 计量单元在线诊断自加热电瓶正极电瓶正极点火信号点火信号尿素与空气混合尿素与空气混合，输送到喷嘴处，输送到喷嘴处尿素提供尿素提供尿素回流尿素回流13康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京尿素计量单元是一个高精度用于确定尿素计量单元是一个高精度用于确定AdBlueAdBlue液体喷射数量进入排气后处理系统液体喷射数量进入排气后处理系统的一个装置。一个的一个装置。一个24V24V的电控泵及计量系的电控泵及计量系统（由发动机统（由发动机ECMECM控制）将从发

6、动机空压控制）将从发动机空压机中泵来的气体与雾化的机中泵来的气体与雾化的AdBlueAdBlue气体混合气体混合起来通过一个喷嘴喷入催化器上游处。起来通过一个喷嘴喷入催化器上游处。14康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京15康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京催化器排气温度传感器催化器排气温度传感器n 排放催化器上安有两个温度传感器，一个在进口，一 n 个在出口上n 催化器上温度传感器用来决定什么时间催化器已达到n 了需要的温度以实现化学反应，并因此让尿素计量单n 元喷入AdBlue16康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京催化器排气温度传感器NO

7、x排放的控制是由精确匹配发动机在各种转速、负荷及环境情况下的尿素喷入量实现的，ECM 通过控制尿素计量单元喷射尿素进入催化器的过程与发动机中已知排出的NOx数量进行匹配以降低NOx排放。17康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京喷孔喷孔18康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京Wema:液位(电磁浮子式)和温度传感器备注液位传感器具有14个阶的滑动式电阻器，由簧片式开关操纵标定时参照第一个及最后一个电阻器是非常重要的，每阶距离为21mm.尿素罐液位及温度传感器尿素罐液位及温度传感器Typical Thermister Transfer FunctionR = Rre

8、f * e Beta ( 1/T - 1/Tref)19康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京Thermister Voltage vs Temperature5,620 ohm pullup resistor, Beta = 3528 Rref = 1,000, Tref = 25 DegC0.000.501.001.502.002.503.003.504.004.505.00-40-30-20-100102030405060708090Temperature (DegC)A/D VoltageSeries1温度传感器特性要求20康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月

9、北京O utput w ished by custom erHNecessary resistors to reach custom er w ishClosest Std resistorO utput reached w ith std resistorsDistance betw een steps w ished by custom erO hmm mO hm m m544429454445600560082732942829270083001141127831383300116001614913262350233001490016188462463933390018800162329

10、523044494700235001628368214507347002820016342081985840560033800164100018267926800406001649000166800082004880016585611509561100005880016701891341162812000708001684636118144471500085800161030691021843318000103800161274008624331270001308001616100070336003300016380016210412544941247000210800162902313879

11、81982000292800164410002215076915000044280016O ur PCB are build such as for each new step an extra RESISTO R is added in SERIAL to the previous resistors; There is only O NE extra resistor added for each new step, and also the first step is given by only O NE resistor, thats why the output is dependa

12、nt on the standard resistors available on the m arket液位传感器特性要求21康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京SCR系统零部件空气机油分离器系统零部件空气机油分离器头部旋装式滤清器10 bar10 bar最高工作压力最高工作压力22康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京SCR系统零部件系统零部件AdBlue 罐中的滤清器罐中的滤清器23康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京24康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京康明斯应用工程通告：康明斯应用工程通告：21.60 SCR 21.60

13、 SCR 及排气系统安装及排气系统安装21.69 SCR21.69 SCR电控系统接口电控系统接口15.39 OEM15.39 OEM电子系统介入电子系统介入15.45 15.45 串口通讯串口通讯15.46 OEM15.46 OEM编程编程25康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京CAE-INFO-A-0606 ISBE4CAE-INFO-A-0606 ISBE4发动机应用发动机应用CAE-INFO-A-0607 ISBE4CAE-INFO-A-0607 ISBE4电器插接件电器插接件CAE-INFO-A-0608 SCRCAE-INFO-A-0608 SCR系统相关零部系统相

14、关零部件件CAE-INFO-A-04005 J1939CAE-INFO-A-04005 J1939通信连接通信连接康明斯应用工程技术通知：康明斯应用工程技术通知：26康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京27康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京排气系统布置排气系统布置排气处理器比通常的消声器要重了50-100%.催化器应受到保护以防止发动机的振动损坏它。有AdBlue的地方应使用不锈钢材料将排气处理器尽可能靠近发动机发动机安装，SCR最佳工作温度为200主机厂应保证排气系统足够的寿命（B10寿命应为5年或50万公里）28康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5

15、月 北京29康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京催化器上带柔性支撑的典型布置催化器上带柔性支撑的典型布置30康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京EGP上带钢性连接的典型布置上带钢性连接的典型布置31康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京防雨帽尿素罐- 低耗量应用垂直布置的典型方案垂直布置的典型方案( (清扫车或客车清扫车或客车) )尿素计量单元32康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京33康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京排气管与后处理器的连接34康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京排气管的连接35康

16、明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京应用指南应用指南- -尿素计量控制单元、管路及罐尿素计量控制单元、管路及罐36康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京到2.5m最大37康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京X = X = 前后前后Y = Y = 侧面对侧面侧面对侧面错误错误 X XZ = Z = 高度高度n在汽车长度方向在汽车长度方向n 必须垂直安装必须垂直安装n不得低于尿素罐不得低于尿素罐n 最低液面最低液面最长为最长为1-2m1-2m38康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京AdBlue AdBlue 系统管路系统管路管路材料必须与

17、AdBlue相容，如不锈钢、 聚四氟乙烯、PFA, Viton及 三元乙丙橡胶等，不能用丁纳橡胶-N、氯丁二稀橡胶、硅及聚乙烯等材料 从控制器到喷嘴的管路应为：3mm内径1-2m长可相对运动的柔性管喷嘴处可耐高温39康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京n 供液管路必须有足够的强度以防止由于负压所造成的n 管路损坏n 工作时供液管的流量为25升/小时n 供液管内径推荐为6mmn 从计量单元返回至尿素罐的回液管内径推荐为4mmn 尿素罐与计量单元应尽量靠近以缩短管路的长度，达n 到降低阻力与防止窝存空气的目的n 当尿素罐与计量单元距离较远时，回液管内径须加大n 在最大流量时所测得的

18、管路动态压力（含动态脉冲）n 不应超过1barn 当计量单元感应高阻力时将认为系统阻塞，并激活警n 告灯AdBlue AdBlue 系统管路系统管路40康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京尿素管路快插接头SAE J2044标准41康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京ADBlue 尿素罐n 加液口及颈的设计应可防止液体的溢出n 特别重要的是要避免尿素液体溢出到高温的排气系n 统部件上，因尿素将水解产生氨n 尿素是较强的盐，他对软金属及某些聚合物有腐蚀n 作用n 需防止尿素的溢出，以消除潜在的腐蚀、避免水分n 蒸发后对结晶体的清理工作、防止尿素进入下水道 n 或河道

19、n 适宜的罐体材料为不锈钢、镁铝合金及中高密度聚n 乙烯42康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京43康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京n 尿素贮存时结冰是一个主要的潜在尿素贮存时结冰是一个主要的潜在n 的问题，冰可损坏传感器的问题，冰可损坏传感器n 最好不要将传感器放在尿素罐的中最好不要将传感器放在尿素罐的中n 心，当液体结冰时会对冰中心部位心，当液体结冰时会对冰中心部位n 的传感器进行挤压的传感器进行挤压n 尿素罐膨胀空间为尿素罐膨胀空间为10%10%尿素结冰后可以将金属尿素结冰后可以将金属举起来举起来44康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京

20、应用指南喷嘴应用指南喷嘴45康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京催化器前端面喷嘴 喷嘴的安装位置 距排气处理器进口440mm 距上游弯头 150mm 距下游弯头 100mm440mm* * * *不要将喷嘴装在柔性管的前面不要将喷嘴装在柔性管的前面46康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京应用指南应用指南- -电气连接电气连接参照参照AEB21.69AEB21.69及及15.3915.3947康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京系统电气接线图系统电气接线图48康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京应用指南应用指南- -典型的安装典型的安装49康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京客车-使用直径为520mm的催化器典型的安装典型的安装50康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京典型的安装典型的安装51康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京典型的安装典型的安装52康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京典型的安装典型的安装53康明斯欧四发动机应用技术研讨会 2006年5月 北京n 在2006年10月开始实施欧四时，仅要 n 求有限的功能，即AdBlue罐上必须有液n 体取