国IV商用车培训

商用车国IV项目汇报汇报目录1、国IV排放控制标准要求及排放技术路线介绍2、各发动机和主机厂家排放处理路线3、国IV后处理系统关键零部件4、后处理系统不正确的安装导致的故障5、质量控制要点国IV排放控制标准要求1、GB17691-2001（中国Ⅱ阶段）

2、GB17691-2005《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法（中国Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段）》阶段一氧化碳（CO）碳氢化合物（HC）氮氧化物（NOx）颗粒物（PM）烟度标准规定实施日期标准推迟实施日期g/kWhg/kWhg/kWhg/kWhm-1Ⅱ4.01.17.00.154.0

Ⅲ2.10.665.00.10.82007年1月1日2008年1月1日降幅47.5%40.0%28.6%33.3%80.0%

Ⅳ1.50.463.50.020.52010年1月1日

降幅28.6%30.3%30.0%80.0%37.5%

Ⅴ1.50.462.00.020.52012年1月1日

降幅0.0%0.0%42.9%0.0%0.0%

EEV1.50.252.00.020.15EEV:环境友好汽车，非强制标准国IV相关排放标准序号文件名称1GB/T5181-2001汽车排放术语和定义2GB17691-2005排气污染物限值3GB20890-2007排气污染物耐久性4GB3847-2005排气烟度5HJ437-2008OBD系统技术要求6HJ438-2008排放系统耐久性要求7HJ439-2008在用符合性技术要求8HJ451-2008排气后处理装置技术要求国III、国IV排放标准差异对照表差异项目阶段差异表现备注对气态污染物、颗粒物和烟度排放的规定Ⅲ1、传统柴油机（含安装了燃料电喷系统，EGR，氧化型催化器的柴油机），应采用ESC和ELR试验规程测定排气污染物，安装了先进排气后处理装置的柴油机应附加ETC试验规程测定排气污染物；2、ESC、ELR、ETC试验限值偏高。7.2表1、表2Ⅳ1、所有柴油机，应采用ESC、ELR、ETC试验规程测定排气污染物。2、ESC、ELR、ETC试验限值偏低。车载诊断系统要求Ⅲ无7.3Ⅳ新型车从第Ⅳ阶段开始，应装备车载诊断系统（OBD)或车载测量系统（OBM），用以监测使用中的排气污染物。排放控制装置的耐久性要求Ⅲ如果发动机采用了催化转化器或（和）颗粒物捕集器等排放后处理技术，制造企业应保证其具有良好的耐久性，在汽车（发动机）的正常寿命期内有些工作，并在型式核准时给予确认。7.4Ⅳ新型车（发动机）从第Ⅳ阶段开始，应保证汽车（发动机）正常寿命期内排放控制装置的正常运转，并在型式核准时给予确认。在用车符合性要求Ⅲ无7.5Ⅳ新型车（发动机）从第Ⅳ阶段开始，应保证汽车（发动机）在正常使用条件下的正常寿命期内排放控制装置的正常运转（正确维护和使用的在用车的一致性）生产一致性Ⅲ按第Ⅲ阶段进行型式核准的发动机，并仅进行ESC和ELR试验或仅进行ECT试验的发动机，生产一致性检查只需进行相应的试验循环。10.3.1、修改方案Ⅳ1、按第Ⅳ阶段进行型式核准的发动机，生产一致性检查可只进行ESC和ELR循环试验或进行ECT循环试验。（在取得检验机构同意下，第Ⅲ阶段进行型式核准的其他发动机，也可按此进行）。2、从第Ⅳ阶段开始，生产一致性检查中发动机气态污染物和颗粒物的测量值应按HJ438－2008标准所确定的实际劣化系数/修正值进行校正，校正方法同GB17691-20057.2.1条。ESC试验：稳态循环试验(13个稳态工况)；ELR试验：负荷烟度试验(恒定转速下依次改变负荷)；ETC试验：瞬态循环试验(1800个逐秒改变工况)汽车发动机的有害排放物:

尾气排放物(CO、HC、NOX、微粒、烟度）、燃油系统蒸发物和噪声

有害排放物产生原因控制措施发动机有害排放物及生成介绍CO(一氧化碳)1、CH燃料的不完全燃烧；2、燃烧过程中高温热分解；3、氧气不足，燃烧温度过低；4、燃烧室容积过小而使燃烧滞留时间不充分；空气和燃料混合不充分等）促进混合气的形成，有效控制燃烧温度HC（碳氢化合物）1、燃烧不完全；2、燃料供给系统泄漏；3、燃烧室内的氧气量不足，燃烧室壁面温度过低；4、混合气形成不充分1、采用C含量少的代用燃料；2、采用电控技术改善燃烧；NOX（氮氧化合物）1、降低混合气中氧的浓度；2、降低燃烧温度；3、改善混合气的形成；PM（微粒）燃料的燃烧状态1、提高火焰温度；2、控制混合气浓度；3、提高喷射速率或进行高压喷射，促进喷雾的微粒化；4、改进燃烧室结构，有效组织燃烧室内的气流运动技术路线主要有两条：一、优化燃烧+SCR技术路线（目前该路线主要在欧洲采用，又称为欧洲路线）首先通过喷射系统优化、喷射定时提前以及增压中冷等技术优化发动机的燃烧，把微粒物(PM)降到适当的水平，这样会导致NOx排放的提高；再利用SCR技术，将NOx转化为对环境没有危害的N2和H2O。二、EGR+DPF技术路线（目前该路线主要在美国使用，故又称为美国路线）首先采用EGR技术降低NOx的排放量，同时允许PM有一定程度的升高，升高的微粒用DPF捕集，从而达到同时降低NOx和PM的效果。柴油发动机由国三排放法规升级到国四排放法规目前存在的难题：1、技术难题：国产电控高压技术不过关，成熟和可靠性有待提高；国外技术使用的成本过于高昂；2、油品问题：油品中含硫量超标，就会和尿素产生化学反应，导致“催化剂中毒”，后处理效果下降，排放将达不到标准。清洁柴油的供应仍然滞后，明确含硫量小于350ppm要求的《GB19147-2009车用柴油》标准2010.1.1实施，但过渡期到2011.6.30。国IV要求的含硫量小于50ppm要求的柴油目前只在北京、上海有供应。3、配套设施的问题：尿素加注站建设问题。机前处理改进燃油品质，降低硫含量降低PM（微粒）等的排放机内净化优化燃烧，改善进气以及采用电控喷射减少NOx和PM等的生成排气后处理采用各种过滤净化装置或催化转化器对排气进行处理从国Ⅲ到国Ⅳ的过渡目前有三种技术方案目前在开发的国IV的排放控制路线：1、SCR（通过强化发动机机内燃烧来降低微粒的生成，然后利用尿素溶液对氮氧化物进行机外催化氧化）2、EGR（通过在机内控制氮氧化物的生成，然后在排气阶段再减少颗粒物）国IV排放控制技术简介SCR：SelectiveCatalyticReduction(选择性催化还原)EGR：ExhaustGasRecirculation（废气再循环）DOC：DieselOxidationCatalyst(柴油机氧化催化)POC:ParticulateOxidationCatalyst(颗粒氧化催化)DPF：DieselParticulateFilter(颗粒过滤器)SCR是SelectiveCatalyticReduction的英文缩写，中文意思是选择性催化还原SCR系统主要由SCR催化转化器、电控单元(ECU)、尿素罐、尿素泵(尿素溶液供给模块)、计量器、喷嘴及各种传感器等组成。SCR系统在工作时，首先给尿素泵通电，起动尿素泵，在计量器的进口处建立具有一定压力的尿素水溶液待用。ECU采集柴油机的转速和转矩信号以及催化器的进口温度信号。按照控制策略需求尿素水溶液流量的控制指令，驱动电路驱动计量器动作，高压雾化的尿素水溶液经喷嘴进入排气管。在排气管中尿素水溶液经蒸发、热解以及水解一系列的物理化学反应后部分或全部分解成氨气(NH3)和水(H2O)并与排气充分混合，然后进入SCR催化转化器。在催化剂的催化作用下，NH3与NOx迅速反应生成N2和H2O，随废气排入大气。SCR系统结构－载体陶瓷载体金属载体EGR系统组成1EGR阀2EGR控制器3EGR冷却器4REED弹簧片阀5EGR混合器6传感器等EGR技术降低NOx的基本原理是将部分排气引入进气管，再循环到燃烧室内，利用废气中的N2等惰性气体延缓反应的进行，同时，利用废气中比热较高的CO2和H2O等，降低缸内最高燃烧温度，从而减少NOx的生成。再循环废气对新混合气有稀释作用，降低了混合气中O2的浓度，破坏了NOx的生成条件，也可以有效抑制NOx的生成。

废气混入燃烧室的多少，通过EGR率来表示。合理的EGR率对降低NOx的排放有重要作用。有研究表明，大约60％~70％的NOx是在高负荷时产生的，此时采用合适的EGR率对于减少NOx的排放是很有效的。EGR率为15％时，NOx排放可以减少50％以上；而EGR率为25％时，NOx排放可以减少80％以上；但是随着EGR率的增加，发动机燃烧速度变慢，燃烧稳定性差，HC排放和油耗增加。虽然EGR对柴油机缸内NOx形成有明显的抑制作用，但同时会增加排气烟度，需要采取相应的措施降低排气烟度。◆SCR优点◆SCR缺点可实现较高功率低发热量，对整车冷却系统没有额外要求发动机结构相对简单改善燃油经济性对燃油要求不高对机油要求不高，可延长保养周期AdBlue需机外设施基础设施（非必须）使用成本取决于AdBlue价格（2000元/吨）系统的成本较高体积、重量大，整车需要较大的安装空间◆EGR+DPF优点◆EGR+DPF缺点催化器体积小，整车易布置重量轻，可增加有效负载排放控制无需新建基础设施EGR增加发动机成本燃油经济性降低最高功率的限制

高发热量（较国3提高25%以上），需要加大冷却系统对燃油要求高（低含硫量）对机油要求高国4技术路线比较1、采用SCR技术比采用EGR加颗粒捕捉器技术油耗要低5%左右；2、SCR钒基（主要物质为五氧化二钒）有毒，“之所以采用钒基，是因为其耐硫性好。尽管在高温条件下，它会产生一些有害物质，但因为柴油机排放温度很少达到550℃以上，实际产生的有毒物很少。而其他催化剂耐硫性不好，很容易失效，难以使尿素起到还原氮氧化合物的作用。3、SCR需要装尿素罐，且我国尿素站建立不完善，投入较大。4、SCR系统的初装成本较高(大约是新车成本的3%~5%)，操作和保养费用高。为了防止氨泄漏造成的二次污染，对SCR系统的封装要求比较高。SCR系统价格较高，影响了推广使用。5、SCR方案燃油经济性较好和对硫含量相对不敏感，SCR技术更适合中国市场的发展。1、DPF颗粒捕捉器用电加热的方法使其再生。此种技术路线对柴油的要求高，一定要低硫柴油才行，短期内推行国Ⅳ会有一定困难。2、EGR需要通过冷却循环废气，排量大的发动机，循环废气量大，需要冷却水多，相应损耗发动机功率就多，这对整机经济性影响很大。3、从升级的成本角度考虑，EGR发展空间很大，一套POC的成本只有3000～6000元，升级成本诱惑力较大，而且POC没有再生问题。但是POC和DPF由于对硫过于敏感（必须小于50ppm），目前难以大范围应用。并且EGR+DOC路线目前环保部不认可。发动机厂技术路线1技术路线2目前已配套的主机厂玉柴高压共轨(后续开发单体泵)+YCECU+SCR开发EGR+颗粒处理器一汽青岛、一气专用车公司、湖北三环、一汽长春、东风神宇（全部采用SCR）康明斯SCR关注EGR+颗粒处理器东风、福田、华菱、东风特种商用车、东风汽车股份有限公司（全部采用SCR）潍柴SCR杭发SCREGR重汽锡柴SCREGR+POC大柴SCR国内应用情况:

国内主流中重型柴油机企业目前主要采用SCR路线，上海日野采用EGR路线，中国重汽则2条路线兼顾。二、各发动机和主机厂家排放处理路线整理ISD发动机采用康明斯现有ISDe系列基础结构，在ISDe国三发动机基础上，通过对燃油系统和控制系统的升级，应用康明斯的SCR后处理技术开发实现的ISDe系列国四产品。ISDe系列国四机型开发也是康明斯全球Equinox项目的一部分，是康明斯为欧5，巴西欧4和中国国四开发的具有统一性能和结构的电控发动机。因此产品同时向欧5靠近，以利升级。ISL发动机采用康明斯现有ISLe系列基础结构，在ISLe国三发动机基础上，通过对燃油系统和控制系统的升级，应用康明斯的SCR后处理技术开发实现的ISLe系列国四产品。ISLe系列国四机型开发也是康明斯全球Rainbow项目的一部分，是康明斯为欧5，巴西欧4和中国国四开发的具有统一性能和结构的电控发动机。因此产品同时向欧5靠近，以利升级。共同特点国四电控发动机在开发中充分考虑了中国的道路、气候等运行环境，以满足长期中国市场的应用和要求，目前都是以国三电控高压共轨为基础，选择SCR技术路线。发动机部分可以直接采用现有国三工艺设备和零部件供应商。三、康机ISD和玉柴4E、6J国四机型排放控制路线介绍玉柴中重型柴油机国四产品特点：1、从YC4E到YC6K，排量从4升延伸到12升，覆盖国内全部商用整车产品动力，并且有全面的计划和实施能力保障；2、卡车匹配范围从轻卡、大轻卡、中卡、准重卡、重卡到超级公路重卡；3、客车匹配范围从中客到豪华大客；4、功率覆盖140-545马力，扭矩覆盖500-2400牛米，可以满足商用车用户的全方位需求。5、全部为四气门先进产品，供油系统以高压共轨产品为主，后处理全部选用SCR，运用先进的平台理念，领先适用，整车厂管理方便，匹配容易。6、其中，YC6J-40小批销售，YC6L-40已经大批销售，玉柴有成功的产品、销售和服务经验。7、其中，YC6M-40，率先标定1900转，更可靠，更强劲，更宁静！8、其中，YC6K-40为战略产品，整体缸盖、对称机体和顶置凸轮轴结构，技术先进性超过国内所有产品，具有国际领先水平，为斯太尔12升产品的全方位替代产品。康明斯和玉柴SCR排放后处理系统相关事宜序号SCR零部件康明斯玉柴1排气处理器EGP配带，排放报告零件配带，排放报告零件2尿素喷射计量泵SM配带，排放报告零件配带，排放报告零件3后处理控制单元DCU配带，与尿素泵集成配带，与尿素泵集成4尿素泵供气滤清器可选，主机厂可自配无此零件5尿素喷射器喷嘴配带，排放报告零件配带，排放报告零件6进口温度传感器配带配带7出口温度传感器配带配带8排放控制用车载诊断系统(OBD)配带，排放报告零件配带，排放报告零件9氮氧化物传感器配带，排放报告零件配带，排放报告零件10尿素罐总成(含传感器)可选，主机厂可自配可选，主机厂可自配11冷却水电磁阀可选，主机厂可自配可选，主机厂可自配12尿素管路不带，主机厂自配不带，主机厂自配13尿素不带，主机厂自配不带，主机厂自配14排气管路不带，主机厂自配不带，主机厂自配15车辆仪表不带，主机厂自配不带，主机厂自配16电器线束不带，主机厂自配不带，主机厂自配备注：红色部分为发动机配带部件；黑色部分为自配部件。康明斯和玉柴排放后处理零件清单•序号•名称

•厂家

•09生产能力

•质保能力

•1

•添蓝泵和喷嘴

•BOSCH

•100万套

•满足整机质保期

•2

•添蓝罐（带液面高度及温度传感器）

•无锡凯龙

•9万套

•满足整机质保期

•3

•催化器

•BASF

•100

•满足整机质保期

•4

•催化器封装

•苏州派格力

•10万套

•满足整机质保期

•5

•NOx传感器

•Continent

•150万只

•满足整机质保期

•西门子VDO

•6

•排气温度传感器

•上海道驰

•200万只

•满足整机质保期

•7

•添蓝管路

•龙口

•

•满足整机质保期

•8

•添蓝管接头

•北京伯纳利通

•

•满足整机质保期

康明斯后处理零件清单序号零件名称零件号适用机型照片1排气处理器300718ISLe2排气处理器300724ISDe63排气处理器300686ISDe44排气处理器300722ISZ

5尿素喷射计量泵4931694

或Q67312通用6尿素喷射器4999800（4936201为旧号）

或Q67376通用7喷射器固定螺母4835801

或Q67335通用8进口温度传感器4902912通用9出口温度传感器4954574通用

10氮氧化物传感器2871979（4954222为旧号）通用11尿素加热断水电磁阀

通用12尿素罐总成

通用13油气分离器4931690或弗列加零件号3952201通用玉柴排放后处理零件清单序号零件名称零件号适用机型照片1催化消声器L4400-1205140AYC6J2催化消声器L4400-1205140C-P17YC6J3催化消声器J2A00-1205140-A83通用4NOx传感器L6400-1205150通用5混合器L6400-1205120通用6计量喷射泵用7喷嘴用8添蓝罐用9防冻液电磁阀L4400-1205740A通用10催化器后温度传感器L4400-1205130A通用后处理系统不正确的安装导致的故障1.可能导致尿素泵不工作。清洁度的要求不满足将会使杂质进入尿素泵。破损的滤芯。颠倒安装的尿素泵。2.可能导致排气管内部结晶的生成。喷嘴位置不满足要求。喷嘴上下游直线段长度不满足要求。排气管内壁有台阶。排气管泄露导致的结晶3.可能导致喷嘴及喷嘴管的堵塞。喷嘴管线布置不满足要求。喷嘴管路所用的材料不满足要求。4.其他故障1-1清洁度的要求不满足将会使杂质进入尿素泵。（此故障多发）尿素泵对环境的清洁要求与燃油系统一样严格，在主机厂安装时必须采取相应的防尘措施以避免灰尘在车辆安装时进入尿素泵。露天放置的尿素泵，且尿素进口没有任何防护帽。1-1清洁度的要求不满足将会使杂质进入尿素泵。（此故障多发）单向阀中的木屑导致单向阀失去单向作用。1-1清洁度的要求不满足将会使杂质进入尿素泵。（此故障多发）不符合要求的尿素管内也会有材料脱落，脱落物进入尿素泵将使尿素泵失效。1-1清洁度的要求不满足将会使杂质进入尿素泵。（此故障多发）在没有安装尿素管路之前，不要拔掉任何接头上的防尘帽。1-1清洁度的要求不满足将会使杂质进入尿素泵。（此故障多发）1.2破损的滤芯导致杂质进入泵内在滤芯内部发现有明显的杂质存在。滤芯接口处有明显的裂纹。1.2破损的滤芯导致杂质进入泵内1.2采用合格的尿素滤芯Cummins非Cummins接头与滤网连接处有明显不同。（颜色，标记，形状）1.2采用合格的尿素滤芯Cummins非Cummins网眼整齐且匀称，间隙为0.53mm。网眼排列不规律，间隙为0.65mm。1.3颠倒安装的尿素泵。尿素泵安装位置颠倒将会导致尿素泵内部元件（单向球阀）工作不正常或无法工作。2.1排气管内部结晶的生成。

喷嘴在排气管中的位置安装要求在水平布置的排气管中喷嘴应该安装在排气管的上半周。在垂直布置的系统中可以安装在360o圆周任意方向。2.1排气管内部结晶的生成。

喷嘴在排气管中的位置（故障照片）喷嘴位置在下半周导致排气管内结晶大量生成。2.2排气管内部结晶的生成。

喷嘴上下游直线段长度安装要求喷嘴上下游直线段应为上游100mm，下游270mm。这样才能有利于尿素的充分分解成NH3.2.2排气管内部结晶的生成。

喷嘴上下游直线段长度（故障照片）图中的喷嘴上下游直线段分别为85mm，90mm，加之喷嘴的位置布置在下半周导致排气管内部的结晶生成率大于90%。2.3排气管内部结晶的生成。

排气管内壁有台阶。排气管内壁中的台阶将会导致气流在此形成气旋导致尿素在台阶处生成结晶。管子不应包在EGP法兰外。正确的方式应是法兰包住排气管。2.4排气管泄露导致的结晶上游排气管的泄漏会导致尿素喷嘴处的气流量急剧下降。尿素无法被很好的气化存积在排气管中形成结晶。3。喷嘴及喷嘴管的堵塞。

3.1喷嘴管线