先进欧Ⅳ柴油机结构及工作原理ppt

1、 10.02.20 玉柴机器股份有限公司玉柴机器股份有限公司 一：国一：国4机型总体介绍机型总体介绍 二：技术路线及方案二：技术路线及方案 三：三：SCR系统介绍系统介绍 1. 添蓝喷射系统添蓝喷射系统 2. 催化消声器催化消声器 3. 其他零部件功能其他零部件功能 4. SCR系统整车布置安装系统整车布置安装 四四: 国国4发动机运行条件发动机运行条件目录目录 一：国一：国4机型总体介绍机型总体介绍 二：技术路线及方案二：技术路线及方案 三：三：SCR系统介绍系统介绍 1. 添蓝喷射系统添蓝喷射系统 2. 催化消声器催化消声器 3. 其他零部件其他零部件 4. SCR系统整车布置安装系统整车

2、布置安装 四四: 国国4发动机运行条件发动机运行条件目录目录2006年年2月中国第一台月中国第一台柴油机在玉柴诞生柴油机在玉柴诞生国国4 4机型总体介绍机型总体介绍2007年年12月中国第一台国月中国第一台国柴油机在玉柴诞生柴油机在玉柴诞生国国4 4机型总体介绍机型总体介绍国国4 4机型总体介绍机型总体介绍发动机型号说明,如YC6L280-40型发动机NOx g/Kw-hrEuro 2 (EU - 1996/ - China - 2004)Euro 3 (EU 2001/ China - 2008) (Euro 6 - 2013?)Euro 5 (EU 2009/ China 2013)Eur

3、o 4 (EU 2006/ China - 2010)0.020.100.152.03.55.07.0PM g/kW-hr1.0国4发动机特点：低排放国国4 4机型总体介绍机型总体介绍8资料来源：资料来源：A. FriedrichA. Friedrich国4发动机特点：低油耗国国4 4机型总体介绍机型总体介绍910001200140016001800200022000.30.40.50.60.70.80.912222333334444446666688888101010121212121515151818转速 (r/min)负荷(%)6L280欧III和欧IV油耗百分比差值(%)(欧III-欧

4、IV)/欧III100国4发动机特点：低油耗国国4 4机型总体介绍机型总体介绍10型型 号号排量排量(L)(L)额定功率额定功率/ /转速转速(kW/rpm)(kW/rpm)最大扭矩最大扭矩/ /转速转速(N.m/rpm)(N.m/rpm)系统系统市场定位市场定位6J6J系列系列YC6J180-42YC6J180-426.4946.494132/2500132/2500660/1200-1700660/1200-1700BOSCHBOSCH高压共轨高压共轨+SCR+OBD+SCR+OBD8.5-11m8.5-11m客车、载质量客车、载质量6-12T6-12T卡车卡车YC6J200-42YC6J

5、200-42147/2500147/2500730/1200-1700730/1200-1700YC6J220-42YC6J220-42162/2500162/2500800/1200-1700800/1200-1700YC6J245-42YC6J245-42180/2500180/2500890/1200-1700890/1200-17006L6L系列系列YC6L240-41YC6L240-418.4248.424177/2200177/2200950/1200-1700950/1200-1700DelphiDelphi单体泵单体泵+SCR+OBD+SCR+OBD10-12m10-12m客车

6、客车YC6L260-41YC6L260-41191/2200191/22001030/1200-17001030/1200-1700YC6L280-41YC6L280-41206/2200206/22001100/1200-17001100/1200-1700YC6L310-41YC6L310-41228/2200228/22001150/1200-17001150/1200-1700YC6L330-41YC6L330-41243/2200243/22001280/1300-16001280/1300-1600YC6L260-42YC6L260-42191/2200191/22001030/1

7、200-16001030/1200-1600BOSCHBOSCH高压共轨高压共轨+SCR+OBD+SCR+OBD10-12m10-12m客车、载质量客车、载质量8-15T8-15T卡车卡车YC6L280-42YC6L280-42206/2200206/22001100/1200-16001100/1200-1600YC6L310-42YC6L310-42228/2200228/22001150/1200-16001150/1200-1600YC6L330-42YC6L330-42243/2200243/22001280/1300-16001280/1300-1600玉柴已批产国玉柴已批产国4

8、4发动机发动机11型型 号号排量排量L L额定功率额定功率/ /转速转速(kW/rpm)(kW/rpm)最大扭矩最大扭矩/ /转速转速(N.m/rpm)(N.m/rpm)燃油系统燃油系统主配客车及乘用车型主配客车及乘用车型6M6M系列系列YC6M320-40YC6M320-409.8399.839236/1900236/19001460/1100-14001460/1100-1400BOSCHBOSCH高压共轨高压共轨+SCR+OBD+SCR+OBD12-13.7m12-13.7m及及BRTBRT客车客车、载质量、载质量15T15T以上卡以上卡车车YC6M340-40YC6M340-40250

9、/1900250/19001500/1100-14001500/1100-1400YC6M360-40YC6M360-40266/1900266/19001550/1100-14001550/1100-1400YC6M375-40YC6M375-40276/1900276/19001680/1100-14001680/1100-14004G4G系列系列YC4G180-40YC4G180-405.25.2132/2300132/2300660/1100-1400660/1100-1400BOSCHBOSCH高压共轨高压共轨+SCR+OBD+SCR+OBD8-9m8-9m公路客车公路客车YC4G2

10、00-40YC4G200-40147/2200147/2200720/1100-1400720/1100-1400YC4G220-40YC4G220-40162/2200162/2200840/1100-1400840/1100-14004E4E系列系列YC4E170-42YC4E170-424.24.2125/2600125/2600590/1200-1600590/1200-1600BOSCHBOSCH高压共轨高压共轨+SCR+OBD+SCR+OBDYC4E140-42YC4E140-42103/2600103/2600430/1200-1600430/1200-1600玉柴已批产国玉柴已

11、批产国4 4发动机发动机目前正在开发的国目前正在开发的国4 4机型有：机型有： 6K-40,6A-40,4FA-406K-40,6A-40,4FA-40等高压共轨机型等高压共轨机型 6J-41,6A-41,4D-416J-41,6A-41,4D-41等等国产单体泵机型国国4 4机型总体介绍机型总体介绍 一：国一：国4机型总体介绍机型总体介绍 二：技术路线及方案二：技术路线及方案 三：三：SCR系统介绍系统介绍 1. 添蓝喷射系统添蓝喷射系统 2. 催化消声器催化消声器 3. 其他零部件功能其他零部件功能 4. SCR系统整车布置安装系统整车布置安装 四四: 国国4发动机运行条件发动机运行条件目

12、录目录当前满足国/欧的两条主要技术路线 EGR+DPF(CRT) SCR技术路线的选择技术路线的选择技术路线技术路线 及方案及方案15 两种技术路线的实现原理 EGR+DPF技术：是将发动机排除的废气引入进气管，降低发动机进气的氧气浓度，从而降低缸内燃烧温度，降低NOx排放。用颗粒捕捉器过滤掉发动机排气中的颗粒物。 SCR技术：是将添蓝（浓度32.5%的尿素水溶液，纯净度极高，杂质含量标准专门规定）喷入发动机排气管，尿素受热水解成氨气，氨气和NOx在催化器的作用下反应生成无毒的氮气和水。该技术路线是用改进燃烧的方法，使发动机燃烧更高效更彻底，使颗粒排放降低到法规限值以内，然后用SCR后处理系统

13、处理掉排气中的NOx。技术路线技术路线 及方案及方案00.020.040.060.080.10.120.140.1602468NOx (g/kWh)微粒 微粒 (g/kWh)欧洲2欧洲5欧洲4欧洲3SCR降NOx 催化器微粒捕集器PDF排气再循环EGR国国4的技术路线的技术路线技术路线技术路线 及方案及方案两条技术路线的特点序号项目EGR+PDF(CRT)SCR1燃 油 喷 射 系统电 控 喷 射 最 高 喷 射 压 力1800bar电控喷射最高喷射压力1600Bar2发动机强度需高强度结构，最大气缸压力180bar最大气缸压力160bar3增压系统需高增压系统补偿EGR造成的功率损失，到欧甚

14、至要两级增压到欧与欧同样的增压系统4冷却系统需加大冷却系统散热能力不需5润滑系统缸套摩擦副需重新设计需用HI-4级润滑油只需用CF-4级润滑油6燃油消耗率相对SCR油耗高10%左右相对欧三省油5%左右7还原剂不需需要尿素水溶液技术路线技术路线 及方案及方案. 机内净化措施： 一、优化燃烧一、优化燃烧 1、优化燃烧室、气道、优化燃烧室、气道、 2、提高喷射压力、提高喷射压力 3、喷油提前、喷油提前 4、增压器匹配、增压器匹配 二、降低机油耗二、降低机油耗 缸套、活塞环、活塞型线缸套、活塞环、活塞型线技术路线技术路线 及方案及方案 SCR系统工作原理Selective Catalytic Redu

15、ction 选择性选择性 催化催化 还原还原技术路线技术路线 及方案及方案SCR催化系统的原理：还原反应引用引用BOSCH图片图片技术路线技术路线 及方案及方案SCR反应流程示意图反应流程示意图尿素溶液计量尿素溶液计量排气进入进入水蒸发水蒸发+ 尿素分解尿素分解SCR-Cat氮气和水 排出1. 1. 尿素分解尿素分解NH2CONH2 + H2O - 2 NH3 + CO2技术路线技术路线 及方案及方案SCR催化系统的原理：还原反应催化系统的原理：还原反应 NO + NO2 + 2NH3 - 2N2 + 3H2O4NO + O2 + 4NH3 - 4N2 + 6H2O2NO2 + O2 + 4N

16、H3 - 3N2 + 6H2O4NH3 + 5O2 - 4NO+ 6H2O2. 2. 在催化器处的还原反应在催化器处的还原反应技术路线技术路线 及方案及方案 一：国一：国4机型总体介绍机型总体介绍 二：技术路线及方案二：技术路线及方案 三：三：SCR系统介绍系统介绍 1. 添蓝喷射系统添蓝喷射系统 2. 催化消声器催化消声器 3. 其他零部件其他零部件 4. SCR系统整车布置安装系统整车布置安装 四四: 国国4发动机运行条件发动机运行条件目录目录SCR排放后处理系统排放后处理系统主要由催化消声器、添蓝罐、计量喷射泵，SCR电控单元（ACU/DCU）组成，主要功能为处理发动机NOx排放，冬季化

17、冰，故障自诊断和OBD功能，压缩空气辅助型：GRUNDFOS UDS G2.5 主要用于单体泵发动机无压缩空气型：BOSCH DENOX2.0 主要用于共轨发动机累计使用寿命100万公里 一：国一：国4机型总体介绍机型总体介绍 二：技术路线及方案二：技术路线及方案 三：三：SCR系统介绍系统介绍 1. 添蓝喷射系统添蓝喷射系统 2. 催化消声器催化消声器 3. 其他零部件功能其他零部件功能 4. SCR系统整车布置安装系统整车布置安装 四四: 国国4发动机运行条件发动机运行条件目录目录BOSCH共轨发动机共轨发动机 SCR后处理系统后处理系统添蓝喷射系统添蓝喷射系统BoschDNOX2.0Bo

18、schDNOX2.0后处理系统后处理系统添蓝喷射系统添蓝喷射系统BoschDNOX2.0BoschDNOX2.0后处理系统后处理系统计量喷射泵计量喷射泵添蓝喷嘴添蓝喷嘴添蓝喷射系统添蓝喷射系统BoschDNOX2.0BoschDNOX2.0后处理系统后处理系统计量喷射泵计量喷射泵添蓝喷射系统添蓝喷射系统BoschDNOX2.0BoschDNOX2.0后处理系统后处理系统添蓝喷嘴添蓝喷嘴添蓝喷射系统添蓝喷射系统#喷嘴在排气管上的安装气流方向气流方向添蓝喷射系统添蓝喷射系统单体泵发动机单体泵发动机 SCR后处理系统后处理系统添蓝喷射系统添蓝喷射系统YC6L-41YC6L-41SCR后处理系统后处理

19、系统添蓝喷射系统添蓝喷射系统计量喷射泵计量喷射泵添蓝喷嘴添蓝喷嘴GRUNDFOS UDS G2.5 GRUNDFOS UDS G2.5 添蓝喷射系统添蓝喷射系统 添蓝喷射系统添蓝喷射系统计量喷射泵（计量喷射泵（UDS）接口）接口 压缩空气入口压缩空气入口 压缩空气电磁压缩空气电磁阀电器接口阀电器接口 喷嘴接口喷嘴接口 添蓝入口添蓝入口 添蓝回液口添蓝回液口 主电器接口主电器接口安装孔安装孔添蓝喷射系统添蓝喷射系统 安装座台肩与排安装座台肩与排气管外壁齐平气管外壁齐平圈焊圈焊气流方向气流方向添蓝喷射系统添蓝喷射系统喷嘴在排气管上的安装SCR电控单元（DCU）压缩空气过滤器添蓝喷射系统添蓝喷射系统

20、 一：国一：国4机型总体介绍机型总体介绍 二：技术路线及方案二：技术路线及方案 三：三：SCR系统介绍系统介绍 1. 添蓝喷射系统添蓝喷射系统 2. 催化消声器催化消声器 3. 其他零部件功能其他零部件功能 4. SCR系统整车布置安装系统整车布置安装 四四: 国国4发动机运行条件发动机运行条件目录目录箱式催化消声器箱式催化消声器桶式催化消声器桶式催化消声器催化器进口催化器进口温度传感器温度传感器催化器出口催化器出口温度传感器温度传感器催化消声器催化消声器箱式催化消声器箱式催化消声器催化消声器催化消声器箱式催化消声器集集SCR催化器和发动机排气消声器与一体。催化器和发动机排气消声器与一体。整体

21、材料为不锈钢，整体材料为不锈钢，内装内装SCR催化器芯子和消声管路，表层不锈钢板下部装有绝热材料催化器芯子和消声管路，表层不锈钢板下部装有绝热材料,运行过程中表面平均温度运行过程中表面平均温度200250。法兰面接口为入口，另一光管接口为出口。法兰面接口为入口，另一光管接口为出口。催化器前后都装有温度传感器。催化器前后都装有温度传感器。 （安装时请辨别催化器进出口温度传感器的位置）（安装时请辨别催化器进出口温度传感器的位置）6L用箱式催化用箱式催化 消声器：消声器：整体重量整体重量70Kg，外形尺寸：，外形尺寸：560 x470 x500整体容量整体容量125L。催化剂容量：催化剂容量：19L

22、4 对催化器载体对催化器载体 5,66” dia. x 14” long 催化消声器催化消声器桶式催化消声器桶式催化消声器催化消声器催化消声器桶式催化消声器桶式催化消声器催化消声器催化消声器桶式催化消声器集集SCR催化器和发动机排气消声器与一体。催化器和发动机排气消声器与一体。整体材料为不锈钢，整体材料为不锈钢，内装内装SCR催化器芯子和消声管路，可选装绝热材料催化器芯子和消声管路，可选装绝热材料.法兰面接口为入口，另一光管接口为出口。法兰面接口为入口，另一光管接口为出口。催化器前后都装有温度传感器。催化器前后都装有温度传感器。 （安装时请辨别催化器进出口温度传感器的位置）（安装时请辨别催化器

23、进出口温度传感器的位置） 6L6A6J用桶式催化消声器：用桶式催化消声器：整体重量整体重量50Kg，外形尺寸：，外形尺寸：300 x800整体容量整体容量56L。催化剂容量：催化剂容量：17.7L对催化器载体对催化器载体 10.5” dia. x 15” long 催化消声器催化消声器 一：国一：国4机型总体介绍机型总体介绍 二：技术路线及方案二：技术路线及方案 三：三：SCR系统介绍系统介绍 1. 添蓝喷射系统添蓝喷射系统 2. 催化消声器催化消声器 3. 其他零部件其他零部件 4. SCR系统整车布置安装系统整车布置安装 四四: 国国4发动机运行条件发动机运行条件目录目录添蓝罐添蓝罐其它零

24、部件其它零部件添蓝罐添蓝罐用于盛装添蓝，空重添蓝罐用于盛装添蓝，空重3Kg，外形尺，外形尺550 x450 x200整体材料为工程塑料整体材料为工程塑料顶部装液面高度和温度传感器。顶部装液面高度和温度传感器。传感器集成化冰加热管路，利用发动机冷却水的热量化冰。传感器集成化冰加热管路，利用发动机冷却水的热量化冰。 （在冬季当气温长时间低于零下（在冬季当气温长时间低于零下11，添蓝将会结冰，电控单元通过，添蓝将会结冰，电控单元通过温度传感器可感应到结冰，于是打开发动机冷却液电磁阀，热的冷却温度传感器可感应到结冰，于是打开发动机冷却液电磁阀，热的冷却液流经添蓝罐内部的盘管，可使冰块逐渐融化）液流经添

25、蓝罐内部的盘管，可使冰块逐渐融化）出液口内部装有粗虑器，以防大于出液口内部装有粗虑器，以防大于0.1mm的大颗粒进入喷射系统。的大颗粒进入喷射系统。添蓝罐加注口符合欧洲标准添蓝罐加注口符合欧洲标准DIN70070，与油箱口不同，可防止加错。，与油箱口不同，可防止加错。添蓝罐一般和油箱同侧安装，距离油箱稍近，方便加液。固定方法可添蓝罐一般和油箱同侧安装，距离油箱稍近，方便加液。固定方法可参考油箱参考油箱,用钢带绑箍固定用钢带绑箍固定,钢带下衬胶皮。钢带下衬胶皮。添蓝罐和柴油箱不能紧贴安装，因为柴油回油加热相邻添蓝罐中的天添蓝罐和柴油箱不能紧贴安装，因为柴油回油加热相邻添蓝罐中的天蓝，会引起蓝，会

26、引起 SCR管路故障管路故障其它零部件其它零部件添蓝罐传感器该传感器集成了液面高度、添蓝温度感应该传感器集成了液面高度、添蓝温度感应和加热化冰功能和加热化冰功能所有的电器和管路接口都集成在该传感器所有的电器和管路接口都集成在该传感器上上其它零部件其它零部件NOx传感器传感器：用用于测量催化器反应后于测量催化器反应后NOx的浓度，的浓度，其信号用于添蓝喷射的闭环控制和其信号用于添蓝喷射的闭环控制和OBD功能功能，由感应由感应器和控制单元两部分组成器和控制单元两部分组成。催化器前后温度传感器Pt200温度传感器温度传感器其它零部件其它零部件冷却液电磁阀冷却液电磁阀 其它零部件其它零部件添蓝管道添蓝

27、管道 其它零部件其它零部件 一：国一：国4机型总体介绍机型总体介绍 二：技术路线及方案二：技术路线及方案 三：三：SCR系统介绍系统介绍 1. 添蓝喷射系统添蓝喷射系统 2. 催化消声器催化消声器 3. 其他零部件功能其他零部件功能 4. SCR系统整车布置安装系统整车布置安装 四四: 国国4发动机运行条件发动机运行条件目录目录UDS 2.5系统整车布置计量喷射泵计量喷射泵 冷却液冷却液电磁阀电磁阀添蓝罐添蓝罐催化消声器催化消声器喷嘴喷嘴SCRSCR系统整车布置安装系统整车布置安装催化消声器催化消声器喷嘴喷嘴添蓝罐添蓝罐 DENOX2.0系统整车布置计量喷射泵计量喷射泵 SCRSCR系统整车布置安装系统整车布置安装SCR系统与整车的电器连接系统与整车的电器连接电源CAN信号SCR 故障指示灯添蓝液面高度信号车辆仪表盘显示添蓝液面高度、OBD和SCR故障信息SCRSCR系统整车布置安装系统整车布置安装国国4车辆仪表盘车辆仪表盘 SCR系统出现故障的时候，仪表台上的白色故障灯常亮。系统出现故障的时候，仪表台上的白色故障灯常亮。添蓝液面高度和添添蓝液面高度和添蓝液位低的报警都蓝液位低的报警都显示在此液晶屏上显示在此液晶屏上SCRSCR系统整车布置安装系统整车