汽车尾气后处理技术:从国三到国五的全面解析

随着汽车尾气排放法规的日益严格,后处理技术也在持续进步。接下来,我们将一起探寻从国三到国五阶段,后处理技术所经历的革新与变革。

◉ EGR与DOC技术

EGR通过废气再循环降低NOx,而DOC将CO和HC转化为水和二氧化碳,有效减少有害物质排放。 EGR(废气再循环)通过将发动机排出的部分废气重新引入进气歧管,与新鲜混合气共同参与燃烧,从而降低气缸内混合气的最高燃烧温度。这一技术手段有效地减少了NOx的生成。

而DOC(氧化型催化转化器)则是一种安装在发动机排气管路中的装置,利用氧化反应将一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)转化为无害的水(H2O)和二氧化碳(CO2)。它作为催化转化器技术的早期产品,虽然结构简单,但有效地减少了发动机排放中的有害物质。

汽车尾气后处理技术:从国三到国五的全面解析-有驾

◉ 技术结合的创新

◉ EGR与DOC、POC技术的结合

POC捕捉颗粒物,通过特殊氧化催化器提高效率;集成设计确保高温运作。 POC(颗粒物氧化催化剂)的主要功能是捕捉并氧化排气中的颗粒物。为了增强这一效果,通常会在POC之前安装一个特殊的氧化催化器,其作用是将排气中的NO转化为NO2,从而提高排气中NO2的浓度。这样,利用活性极强的NO2中的一个O,可以有效地氧化颗粒中的C,实现POC的再生。

DOC与POC的后处理系统常常以集成形式出现,两端配备压差传感器,并尽可能靠近排气尾管安装,距排气总口距离不超过1米。这样的设计确保了后处理系统在短时间内能够通过的排气温度维持在230℃以上,从而充分发挥DOC和POC的技术效能。

汽车尾气后处理技术:从国三到国五的全面解析-有驾

◉ EGR与DOC、DPF技术的结合

DPF通过过滤机制降低颗粒物,但需要再生系统以防止堵塞。 DPF,即柴油颗粒过滤器,是柴油车排气系统中的关键组件,其作用是通过过滤来显著降低排气中的颗粒物。与DOC+POC系统类似,DPF通过其表面和内部的混合过滤机制,如扩散沉淀、惯性沉淀和线性拦截,来有效捕捉颗粒。这一装置能净化排气中高达70%至90%的颗粒物,因此被认为是净化柴油机颗粒物最为有效和直接的方法之一。

然而,DPF的再生控制相对复杂,需要配备主动再生系统。尽管其降低PM的效率可达80%~95%,但高捕捉转化效率也带来了背压升高和堵塞的风险。

汽车尾气后处理技术:从国三到国五的全面解析-有驾

◉ SCR技术

SCR利用尿素在催化剂作用下还原NOx为无害的N2和水,对柴油车尾气处理至关重要。 SCR,即选择性催化还原技术,是专门用于处理柴油车尾气中NOx的工艺。该技术通过在催化剂的作用下,喷入还原剂氨或尿素,将尾气中的NOx转化为无害的N2和H2O。由于高温富氧环境会促使产生更多NOx,因此SCR技术显得尤为重要,它能够有效地降低因燃烧优化而产生的NOx排放。

在柴油车的排气系统中,尾气经过涡轮后进入排气混和管。混和管上配备有尿素计量喷射装置,用于喷入尿素水溶液。这些尿素在高温环境下发生水解和热解反应,生成NH3。接着,NH3在SCR系统催化剂的表面与NOx发生反应,生成N2和水,从而实现对NOx的有效还原。同时,多余的NH3也会被氧化为N2,确保无有害物质泄漏。一般情况下,每消耗100L燃油,需要同时消耗5L液体尿素水溶液。

这种配置可以简洁地概括为:通过高效燃烧来减少颗粒物排放,再利用SCR技术来降低氮氧化物排放。

汽车尾气后处理技术:从国三到国五的全面解析-有驾

◉ 综合技术应用

◉ DOC+SCR技术

DOC与SCR结合用于降NOx和PM,适合国五排放要求,综合技术路线满足更高标准。 在柴油车的尾气处理技术中,DOC(柴油机氧化催化器)与SCR(选择性催化还原技术)常被结合使用。这种配置尤其适用于从国四升级至国五的发动机,因为这类发动机在升级过程中,NOx的排放降低可能导致PM(颗粒物)排放的增加。为了控制PM排放,同时保持NOx排放的降低,这类发动机需要装配DOC来进一步处理尾气。

值得注意的是,国五阶段的后处理技术路线主要分为EGR(废气再循环)技术与SCR技术两种不同的路径。而对于更为严格的国六排放标准,则通常采用EGR+DOC+DPF(柴油机颗粒物过滤器)+SCR的综合技术方案。接下来,我们将详细对比这两种技术路线的各自优缺点。

汽车尾气后处理技术:从国三到国五的全面解析-有驾
0

全部评论 (0)

暂无评论