1、潍柴SCR后处理技术介绍陶建忠技术中心 设计三室2010年3月13日 排放法规及当前达国排放的主要技术路线 尿素SCR技术工作原理与组成 潍柴SCR后处理系统匹配应用介绍 潍柴SCR技术应用研究工作思路和规划 排放法规及当前达国排放的主要技术路线 尿素SCR技术工作原理与组成 潍柴SCR系统后处理系统介绍 潍柴SCR技术应用研究工作思路和规划重型柴油机排放法规及主要技术路线重型柴油机排放法规的发展1 2 3 4 5 5 4 3 2 10.040.080.120.160.20EU3 (2000)0.160.120.080.04NOx g/(kWh) EU5 (2008)PM g/(kWh) EU
2、4 (2005) US 2004US 2007 US 2010 JP 2003 JP 2005 JP 2008 日 本 欧 洲美 国 中 国国 (2007)国 (2010 ?)国 (2012 ?) 重型柴油机排放法规及主要技术路线柴油机排放污染物的控制技术 机内净化技术（1）燃烧室的优化和改进（2）电子控制燃油喷射技术（3）增压技术（4）多气门技术 机外控制技术 颗粒物的过滤净化技术（1）氧化催化技术（2）连续再生捕集技术（3）颗粒物的捕集技术 氮氧化物的净化技术（1）等离子体辅助催化还原NOx技术（2）稀混合气NOx捕集技术（3）选择性催化还原技术0.100.080.060.040.0200
3、 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 高压喷射 + EGR + DPF 超高压喷射 + EGR + DPF 超高压喷射 + 优化燃烧 + SCRNOx -g/kWhPM -g/kWh重型柴油机排放法规及主要技术路线排放路线From SAE 2003-01-3244EU 3EU 4EU 5EU 6With EGR Without EGR EGR + DPF技术路线 优化燃烧 + SCR技术路线重型柴油机排放法规及主要技术路线SCR技术和DPF技术的对比SCR EGR + DPF国、可以采用相同的发动机平台 发动机本体变化较大，需要较大的中冷器空间催化剂对燃油硫含量不敏感 过滤体对燃油硫含量
4、比较敏感油耗比国机型可下降约 57%油耗比国机型略有升高需要控制氨泄漏，以防造成二次污染 DPF为防止堵塞需要再生需要尿素加注站等基础建设 不需要基础建设需要解决低温下尿素结晶问题 排放法规及当前达国排放的主要技术路线 尿素SCR技术工作原理与组成 潍柴SCR后处理系统应用介绍 潍柴SCR技术应用研究工作思路和规划尿素SCR技术工作原理与组成SCR技术的反应原理尿素水解为氨气：（尿素喷射系统）(NH2)2CO + H2O 2NH 3 + CO2 (要求温度200以上 )SCR后处理反应：（ SCR催化转化器）NO + NO2 + 2NH3 2N 2 + 3H2O4NO + O2 + 4NH3
5、4N 2 + 6H2O2NO2 + O2 + 4NH3 3N 2 + 6H2OSCR系统组成尿素控制单元尿素泵尿素喷嘴排气连接管尿素箱总成尿素液力管路电气连接 SCR催化转化器传感器 尿素 SCR技术工作原理与组成选择性催化还原技术 -SCR潍柴国柴油机SCR技术匹配应用介绍SCR系统集成燃烧开发OBD优化标定控制策略整车布置客户需求CAE分析催化器开发 排放法规及当前达国排放的主要技术路线 尿素SCR技术工作原理与组成 潍柴SCR后处理系统应用介绍 潍柴SCR技术应用研究工作思路和规划潍柴国柴油机SCR技术匹配应用介绍潍柴技术路线的选择9 SCR可以通过优化燃烧降低燃油消耗9 SCR技术对硫
6、不敏感9 SCR技术国、国发动机平台继承性强9 还原剂尿素产品易于获得9 SCR技术具有明确的发展方向鉴于SCR技术的优势，并考虑我国实际情况，潍柴选用SCR技术作为实现国、国排放的主要技术路线。潍柴国柴油机SCR技术匹配应用介绍SCR系统结构（博世DeNOx2.2系统）尿素喷射阀尿素泵电源线与地线泵的控制反转阀尿素箱加热阀泵加热及管路加热发动机和车辆功能执行器CAN发动机和车辆功能传感器尿素液位传感器尿素箱温度传感器尿素泵压力传感器上游温度传感器环境温度传感器EDC17及 DeNOx2.2系统驱动发动机和车辆功能喷射策略喷射控制驱动NOx传感器1 控制单元DeNOx2.2系统将控制单元集成到
7、ECU中，降低了成本，也避免了DeNOx2.2系统中因DCU与ECUCAN通讯中断而导致系统无法工作的可能。系统压力：9bar（相对）泵单元解冻时间：30min/-25度喷射频率：1Hz倒吸时间：90sDeNOx2.2系统尿素供给单元电气接口压力补偿自尿素箱至尿素箱至喷嘴DeNOx2.0系统尿素供给与控制单元DCU通过CAN线与ECU通讯，控制尿素的喷射时间和喷射量喷射频率4Hz具有自动倒吸功能系统压力为5bar（相对）电气接口自尿素箱至尿素喷嘴DCU2 尿素泵潍柴国柴油机SCR技术匹配应用介绍SCR系统尿素供给单元（尿素泵）潍柴国柴油机SCR技术匹配应用介绍SCR系统尿素供给单元（尿素泵）1
8、. INLET：从尿素箱至尿素泵 2. BACKFLOW OUTLET： 从尿素泵至尿素箱 3. OUTLET：从尿素泵至尿素喷嘴4. 压力补偿单元 5. 线束固定孔 6. 电器接口 7. 尿素过滤器 8. 固定螺栓孔 1 2 3465782 尿素泵潍柴国柴油机SCR技术匹配应用介绍SCR系统尿素喷射单元（尿素喷嘴）尿素管接头喷射阀电子接头冷却器体冷却水管接头隔热板压力管接头回流管接头喷射阀电子接头DeNOx2.2系统喷嘴靠发动机冷却水冷却，冷却比较可靠； DeNOx2.0系统依靠尿素冷却，需要保证尿素箱内 至少有5%的尿素液位，而且在系统不能正常工作或喷嘴因尿素结晶而堵塞时，容易造成喷嘴的烧
9、坏。DeNOx2.2系统尿素喷射单元DeNOx2.0系统尿素喷射单元3 尿素喷嘴3 尿素喷嘴 尿素喷射单元（DM）喷雾示意图DeNOx2.0系统的喷雾中心线和喷嘴中心线存在一个22 的夹角，在排气管上进行座孔焊接时要严格按照设计要求。DeNOx2.2系统的喷雾中心线和喷嘴中心线在同一直线上，对安装角度的要求减弱。潍柴国柴油机SCR技术匹配应用介绍SCR系统尿素喷射单元（尿素喷嘴）5 尿素箱总成 型号：KRN-35 规格：200560588 容积：35L 组成：尿素箱、温度传感器、液位传感器、加热装置 尿素：Ad-Blue（32.5%尿素水溶液，DIN70070标准）放尿素塞加注口传感器 通气口
10、潍柴国柴油机SCR技术匹配应用介绍SCR系统尿素存储单元（尿素箱）5 尿素箱总成尿素箱液位温度传感器： 能够监测尿素溶液温度 能够通过发动机热水对尿素溶液加热 能够监测液位高度，满液位和零液位、空罐时向ECU发出报警信号4针插接件潍柴国柴油机SCR技术匹配应用介绍SCR系统尿素存储单元（尿素箱）7 SCR催化转化器 （箱式和桶式）潍柴国柴油机SCR技术匹配应用介绍SCR催化转化器7 SCR催化转化器SCR催化转化器主要包括：催化剂、载体、封装16.53%16.49%16.78%17.11%16.54%16.55%潍柴国柴油机SCR技术匹配应用介绍SCR催化转化器多孔介质 出口多孔管 入口多孔管
11、 薄壁隔板WP12国柴油机布置示意图潍柴国柴油机SCR技术匹配应用介绍SCR系统布置潍柴国柴油机SCR技术匹配应用介绍SCR系统配车安装位置WP12国四柴油机 SCR整车装配SCR系统应用过程中存在的问题主要集中在以下几个方面： 低温下尿素结冰问题 尿素结晶或结石问题 各部件的选择、布置、安装空间等问题 尿素的清洁度和过滤 喷嘴座的布置位置和焊接角度 排气管的形状和走向 SCR催化器的结构形式 各关键部件的相对位置 线束和尿素管路的固定、走向布置 可靠性问题 规范性问题 （管径和SCR催化器尺寸、考核办法、技术要求等方面）潍柴国柴油机SCR技术匹配应用介绍存在的常见问题汇总及解决措施尿素箱过滤不充分引起的后果图 2 尿素泵主滤芯过滤到的尿素溶液中的杂质过滤要求潍柴国柴油机SCR技术匹配应用介绍存在的常见问题汇总及解决措施尿素箱加注口的污染图 3 尿素箱加注口附近的杂质潍柴国柴油机SCR技术匹配应用介绍存在的常见问题汇总及解决措施尿素喷嘴附近图 4 喷嘴周围的污染物潍柴国柴油机SCR技术匹配应用介绍存在的常见问题汇总及解决措施潍柴国柴油机SCR技术匹配应用介绍存在的常见问题汇总及解决措施潍柴国柴油机SCR技术匹配应用介绍存在的常见问题汇总及解决措施
