大运重卡国四产品介绍

大运重卡国IV产品介绍

一国IV排放升级背景二国IV排放技术路线三后处理系统的特点四国IV电器系统特点五大运国IV产品介绍

一、国IV排放升级背景

国IV排放标准是国家第四阶段机动车污染物排放标准，我国的汽车排放标准主要是参考欧洲的标准，国III，国IV排放标准污染物排放限值上与欧III、欧IV标准完全相同，从下面的表格中我们可以看到，国IV标准比国III对排放物（PM、NOX）的要求更为严格。

国家环保部发布最新公告，按原计划（2012年1月1日）在北京市、上海市销售和注册的、用于公交、环卫和邮政用途的装用压燃式发动机汽车，实施国四标准，停止销售和注册登记不符合国Ⅳ标准要求的相关车辆；自2013年7月1日起，所有生产、进口、销售和注册登记的车用压燃式发动机与汽车必须符合国Ⅳ标准的要求。

环保部：机动车排放管理的牵头部门，积极推动实施国四排放，且基本按排放标准严格实施，很少延期；工信部：车辆公告认证的主管部门，受环保部及相关政府部门迫使推进实施国四，在油品不到位的条件下强制实施国四的可能性不大；公安部：车辆注册登记的主管部门，各车管所按公安部公告系统办理车辆上牌手续，不执行环保部及其他部位的文件，但近期对车辆违规查处表现较积极。1.国家部委实施意向环保部工信部交通部及认监委2011年2012年2013年2014年2015年1月1日停止受理国三环保认证1月1日至6月30日又给了半年的国三环保补报期7月1日取消国三环保目录●7月1日停止受理国三公告认证2014年7月1日～15年1月1日取消国三公告●2014年7月1日～15年1月1日停止油耗及CCC认证公安部●2014年7月1日～15年1月1日停止办理国三产品上牌手续已经实施确定实施预判实施2011年2012年2013年2014～15年

2.地方政府实施意向山西江苏浙江广东辽宁山东湖北湖南四川重庆福建北京陕西兰州银川新疆河北河南●海口●成都●广州●蚌埠安徽●上海●南京●深圳●乌鲁木齐●西安●淮安●无锡●庆阳●武汉●泉州●杭州●太原

北京

上海

成都

广州/深圳

乌鲁木齐

河南

西安

南京（淮安、无锡）

兰州（庆阳）武汉福建（泉州）海南（海口）太原合肥（蚌埠）是否已下文件

无

是

是

是

是

是

是

有是

是

是

是

是

是

国Ⅳ实施日期

2013/7/12013/7/12013/7/12013/7/12012/1/12013/1/262013/7/12013/7/1

2013/7/12013/7/12013/7/12013/7/12013/7/12013/7/1预计执行力度

严格

严格

严格

严格上牌未执行

上牌未执行

不确定严格严格严格严格严格严格严格

二、国IV排放技术路线汽车排放污染物主要有HC（碳氢化合物）、NOx（氮氧合物）、CO（一氧化碳）、PM（微粒）等，压燃式柴油机由于柴油及其燃烧方式的特征，排放的HC、CO相对汽油机少很多，但排放的NOx和PM大量并存。因此，柴油机排放控制的重点应该是降低颗粒物和NOx的排放量。为了满足欧Ⅳ及以上排放要求，柴油机单靠燃烧改进等机内净化技术已经很难满足越来越严格的排放法规，尾气必须通过柴油机外的排放后处理装置才能达标。根据汽车工业发达国家的发展经验，当前主要有两条技术路线：电控+SCR路线（欧洲路线）EGR+DPF路线（美国路线）

1.电控+SCR技术路线

SCR的工作原理是首先通过调整喷射软件及其它措施，在发动机汽缸内让其充分燃烧，使本机PM排放达到国Ⅳ。对于产生的NOx，在车辆的排气系统中加上一套电控尿素喷射系统，通过“选择性催化还原”过程，将废气中的NOx转化成氮气和水排出车外。

2.EGR+DPF/POC技术路线

EGR的工作原理是少部分废气经EGR阀进入进气系统，将一部分排气循进气管与新鲜空气混合后进入汽缸燃烧，废气中的CO2可以增加混合气的热容量，降低燃烧时的最高温度，抑制NOx的生成，从而降低了废气中的NOx的含量，同时，对于产生的PM（固体微粒）则通过DPF（微粒捕集器）或POC等后处理方法过滤掉。

3.两种技术路线的比较路线电控+SCREGR+DPF/POC厂家大运、欧曼、陕汽、东风、重汽等解放代表机型潍柴、康明斯等道依茨系/CA6DL/6DM发动机平台继承性国Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ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新增系统尾气后处理系统+车载诊断系统（OBD）冷却EGR+车载诊断系统（OBD）燃油要求油品适应性不好油品适应性好尿素必用尿素（用量：油耗*5%）不用尿素油耗油耗比国Ⅲ机型可下降约5~7%，考虑到尿素的消耗，也可节约2~3%油耗较国Ⅲ机型升高配套设施需要尿素加注站等基础建设炼油工业降低硫含量的设备改造其他问题需要解决低温下尿素结晶问题冷启动困难，各工况不均匀

4.国III与国IV发动机的主要差别排放升级过程中的不同阶段主要区别：排放国一国二国三国四典型特征发动机带增压器增加中冷器电控发动机（EGR是特殊产品）电控（必须）+后处理（必须）+0BD诊断（必须）国4发动机技术主要特征说明：1.国4都是电控发动机（国三技术路线存在机械泵(EGR)、机械控制方式）2.国4需要后处理系统（国三无）3.国4增加了OBD系统（国三无）

OBD（OnBoardDiagnosis）即车载诊断系统，主要用于排放控制。OBD可以存储导致发动机排放超标的故障，便于维修、诊断。一旦OBD检测到发动机后处理关闭，将自动控制限制发动机输出扭矩，对于不同车型、机型，一般发动机扭矩限制后，为原扭矩的60-75%不等。正常外特性扭矩限制后外特性扭矩限制后发动机特性SCR技术必须定期添加尿素，如果不加的话OBD就会报警，超过2小时还不加OBD就会限制发动机的输出功率，也就是车跑不动或很慢，更长时间不加OBD就会锁死发动机

三、后处理系统的特点SCR是SelectiveCatalyticReduction的缩写，即选择性催化还原转化器。SCR是用来降低发动机尾气中的NOx（氮氧化物）的，使车辆满足更高的排放法规要求。

车用尿素溶液存放于专门储存罐，用压缩空气将尿素溶液喷洒向热的发动机尾气（约300℃-500℃），气化后产生还原效率高的氨气，氨气与尾气的NOx在SCR催化器中反应，转化为无害的水蒸汽和N2，同时吸收有害的烟气颗粒。尿素罐尿素隔膜泵压缩空气供应涡轮增压器排气尿素喷射温度传感器SCR砖尾管分解区域尿素加料器氮氧化物传感器2007N2+H2O用量约为燃油的5%J1939通信ECM空气电磁阀尿素温度、液位温度传感器J1939通信4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O2NH3+NO+NO2→2N2+3H2O8NH3+6NO2→7N2+12H2O

1.国IV后处理系统在整车上的布置特点

国IV车型的整车布置相对于国III车型，重点在于尿素箱、SCR箱、尿素泵的布置，因为国IV后处理系统的开发采用模块化开发的方式，因此在整车上的布置也具有系列化的特点：尿素箱统一布置在油箱前，便于加液，SCR箱布置在左纵梁一轴之后，双前轴车辆布置在二轴后，尿素计量泵统一布置在车架内侧第一横梁位置。

2.

SCR系统工作原理

当SCR系统工作时，电控单元采集柴油机的转速和扭矩信号、排气管中的排气温度信号、催化器温度信号后电控单元根据输入参数，查找存储的尿素喷射脉谱图，计算出此时所需的尿素量。经过驱动电路，转化为喷射脉冲信号，控制尿素泵动作。尿素泵将一定量的尿素从尿素罐中抽出，加压过滤后送到计量控制单元，形成具有一定压力的尿素待用。当发动机的排气温度达到要求时，计量控制单元将一定量的尿素喷入SCR催化器入口前端。在排气管的混合区，尿素遇高温分解成NH3和H2O，与排气充分混合后进入SCR反映装置。在催化反应区，NH3和NOx反应生成N2和H2O，排到大气中。

3.化学反应原理

采用尿素水溶液作为还原剂，尿素在高温下分解成成NH3和CO2，产生的NH3作为还原剂，将废气中的NOx还原成N2的过程。SCR：SelectiveCatalyticReduction尿素水解为氨气：（尿素喷射系统）(NH2)2CO+H2O→2NH3+CO2(要求温度200℃以上)SCR后处理反应：（SCR催化转化器）NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O4NO+O2+4NH3→4N2+6H2O2NO2+O2+4NH3→3N2+6H2O

4.尿素箱

尿素箱采用聚乙烯材料，具有坚实可靠，耐腐蚀性强，结构简单，使用方便等特点。SCR系统所使用的是32.5%（按重量混比）的尿素水溶液，也叫添蓝。尿素箱的体积由尿素水溶液用量决定，对于欧4系统，用量相当于燃油消耗量的5%，例如400L柴油大约消耗20L尿素溶液，我公司目前采用的尿素箱有效容积为62L。对于欧五系统，用量是燃油消耗量的7%。尿素水溶液在-11℃时开始结冰，结冰时体积将膨胀9%，因此尿素箱内将提供10%的膨胀容积。

尿素箱还提供了液位和温度感应装置。系统诊断、空罐指示、尿素用量监控和驱动仪表板仪表都需要有连续的液位传感器。当尿素箱内液位到最低点以下时，将发出液位警告。如果尿素箱变空，将发出空罐警告。液位传感器能检测出3.0升的尿素箱容积变化。溶液温度传感器将监测尿素水溶液的温度，以确定何时启动尿素箱加热器，以及检测加热器工作是否正常和过热。如果溶液温度低于0摄氏度，将启动加热器，在温度升到7摄氏度之前加热器将保持打开。尿素箱上部设有通气阀，用于平衡尿素箱内外气体压力。尿素箱内装有尿素溶液粗滤器，以防止大于0.1mm的大颗粒进入喷射系统。尿素箱的底部设有残液放出螺栓孔。

尿素箱安装与油箱同侧，距离油箱近一些，方便加液。但不能贴在一起，因为油箱温度较高，有可能加热尿素溶液，引起其性质变化，造成后处理系统不能正常工作。罐体要采用竖直布置形式，上方留出空间便于清洗罐中的滤清器，同时尿素溶液的加注口应朝外，便于加液。尿素箱布置要远离热源，布置时留出尿素管路走向空间。尿素箱不能布置在整车的最低点，采用支架给尿素箱以支撑。

5.计量泵计量泵上分布有一个来自尿素箱的尿素进液口、一个通往喷嘴的尿素出液口和一个通往尿素箱的尿素回液口。系统正常运行时，打开钥匙后能听到泵运转时发出的短促的声音，计量泵内部开始运转，当发动机起动时，泵进入“起动加注”模式，尿素通过供给管输送，通过回流管回到罐中，这个过程至少持续30s。当排气温度达到200℃时，ECU控制计量泵开始喷射尿素溶液。计量泵工作时需要散热，所以要注意此部分的通风，不能靠近排气管、催化消声器、增压器等热源太近。计量泵与喷嘴之间的接管应使用软管，以允许其和排气管之间的相对震动。当起动钥匙关闭后，康明斯计量泵会继续运转30s,利用压缩空气将管路中的尿素溶液吹净，避免因尿素溶液结晶而造成管路堵塞，潍柴计量泵是非压缩气清洁系统，需30s左右钥匙关闭通电清洁。

计量泵的安装位置的震动加速度需小于6G，如不满足要求需使用减震垫。计量泵只能安装在一个方向上，在底盘上的位置必须保证Z轴垂直，使用四个螺栓固定（潍柴用三个螺栓），安装平面度要求0.5毫米以内。在车辆上安装时，计量泵一般不需要专门防护。建议将其安装在雨水飞溅和泥污较少的位置，避免过多的暴露或对电器接头和液体接头造成潜在的损坏。如果计量泵位于容易受损的位置，须有防护罩。

6.尿素喷嘴喷嘴有三个喷孔，安装位置如图，具有径向喷雾排列形状。喷嘴在管内必须居中且最好安装在直的排气管上，但可以安装在与排气管中心线垂直的任意径向角度。最好能将喷嘴放在最不容易受到路面损坏的地方。喷嘴的安装点距催化消声器入口端不少于440mm。喷嘴不应位于弯管下游150mm和上游100mm的范围内。

7.尿素管路

8.排气管配套要求

尿素对普通钢材有一定的腐蚀性，再加上高温，会急剧侵蚀低碳钢部件。所以喷嘴安装位置上游200mm到催化转化器的排气管路要使用304或439级不锈钢材料，喷嘴底座和紧固螺栓材料也要求采用相同或相似金属材料；为降低尿素在排气管壁上沉积的可能性，排气管内壁一定要光滑；排气管路走向顺畅，排气管拐弯位置应有较大的圆角过渡，不应和其他零部件干涉。排气管路附近的线束、制动管路应由耐热材料包裹或安装隔热装置。

四、国IV电器系统特点1.国IV发动机电气系统的架构整车采用CAN总线系统，即车身控制器+CAN总线仪表的电气控制系统，仪表与发动机的信息交换，均通过CAN报文进行。车身的灯光控制、雨刮控制、整车气压信号的采集、车速信号的采集、油量信号的采集、整车上故障诊断等等功能通过车身控制器完成。整车的电气采用传统的继电器控制线路+带CAN接口步进电机仪表的电气系统。即发动机的转速、水温、油压、尿素液位、及后处理的各种信息都通过CAN报文发送给仪表。

2.国IV电器系统专用件

1）仪表：相对于国Ⅲ的仪表，国Ⅳ的仪表主要增加了尿素液位表，如图所示：信号灯增加了后处理相关的故障指示灯，即法规要求的MIL灯：2）尿素管路加热继电器模块

3）尿素管路加热电气线路加热控制由一个主继电器和四个控制继电器组成。继电器盒子和继电器的工作温度范围为-40~80℃。继电器的工作电压为24V，继电器线圈的额定工作电压为直流24V，工作电压范围是直流18~32V。继电器触点材料电阻的差异不应随温度的变化而变化太大，继电器线圈电阻范围100~3000Ω。4）排气温度传感器温度传感器的安装位置，排气温度传感器布置在SCR催化转化器的上游，因此，将温度传感器固定在催化转化器的上游连接管的温度传感器座上。

5）环境温度传感器：由于环境温度传感器的主要作用是为ECU系统提供外界温度条件，以对尿素加热是否需要加热及加热要求进行判断，因此，其布置位置远离热源和污泥的重度污染区，以便能够真实反映外界温度情况。环境温度传感器的电器参数：输入电压为5V，ECU内部电路保护电阻阻值为1.0kΩ6）NOx传感器

NOx传感器在尾气管上的倾斜角度推荐为90±10º，传感器及传感器ECU的安装位置如下图所示：

7）尿素箱加热水阀当电控单元通过尿素箱温度传感器感应到尿素温度低于一定程度，判断出尿素箱内尿素溶液需要加热，通电打开电磁阀。使温度较高的发动机冷却液流入尿素箱换热器管路内与温度较低的尿素溶液进行换热，从而使尿素吸液口附近的尿素溶液保持为液态。冷却液电磁阀工作参数要求：工作环境温度为-40~80℃，电流最大值为10A，输入电压24V，最小电阻6Ω（低于28.5V时）

3.OBD系统

OBD是用于控制车辆排放的一种在线监测诊断系统，它能够检测到影响车辆排放的故障的发生并通过存储相关的故障代码指示故障可能发生的区域及原因。潍柴国ⅣOBD系统的监测内容：

后处理系统的完整性：后处理系统的部分缺失（零部件，包括：尿素溶液的质量、尿素加热装置、尿素泵、尿素泵及尿素管路加热装置、尿素喷嘴、NOX传感器、尿素液位和温度传感器、SCR箱上下游温度传感器等等与排放相关的元器件）或是整个系统的完全缺失或拆除；SCR系统功能性故障：OBD系统需要能够监测整个后处理系统中所有与排放相关的元器件的故障，包括尿素泵、尿素喷射阀、喷射压力、尿素流量、加热阀、加热继电器、各传感器短路、断路、传感器可信性、元器件间电气连接以及其它可能影响排放的故障。反应试剂尿素的控制监测：

在汽车仪表盘上设有尿素液位指示的仪表。用来通知驾驶员尿素箱内尿素的剩余量，当反应剂贮量出现以下情况之一时，仪表中间的尿素液位报警灯（如图：

）点亮：a）尿素贮量低于尿素罐10%的容量；b）尿素剩余量能行驶的距离小于燃油箱内剩余燃料所能行驶的距离。

发动机系统的NOx控制

安装在排气尾管上的NOx传感器用来监测尾气中NOx的排放水平，当NOx排放超过5.0[g/（kW·h）]规定时，会激活故障指示灯MIL

来通知驾驶员。当NOx

排放超过7.0[g/（kW·h）]这个限值时，扭矩限制器将会被激活，来降低发动机性能，这种方式应能让汽车驾驶员明显觉察到。同时当扭矩限制器起作用后，故障指示灯会不断警示驾驶员，并储存不可清除故障代码。当扭矩限制器被激活时，无论在什么情况下，发动机扭矩不能超过下列给定值：对于N3类>16000kg的车辆，发动机最大扭矩的60%；对于N3类≤16000kg的车辆，发动机最大扭矩的75%；

故障指示灯（MIL）的控制OBD系统配有一个故障指示器（MIL），位于组合仪表中间。OBD系统监测到与排放相关的故障（包括SCR系统的拆除和缺失，尿素缺少）时，MIL点亮，并在仪表的液晶屏上提示相关的故障。

发动机启动10s之后，OBD系统未检测到与排放相关的故障，MIL熄灭。

如果同一故障在至少40个发动机暖机循环或发动机运行100小时内（以先到为准）不再出现，OBD系统可以自动清除该故障代码、发动机运行时间和冻结桢，但对于法规要求产生的故障代码，OBD系统应保留该故障代码和时间的记录，其保留时间至少为故障指示器激活后发动机运行400天或者9600个小时。

五、大运国IV产品介绍1.大运国IV车型型谱

2.潍柴国IV发动机介绍1).潍柴国IV发动机整体规划备注：潍柴WP10E41、WP12E41发动机中的“单缸4气门”机型，编码现改为：WP10E42、WP12E42。

2).WP4、WP6、WP7系列WP4、WP6、WP7继成功研发WP10、12后，潍柴动力精心打造了起步国Ⅳ、兼顾国Ⅲ的“7L”排量柴油机，振动小，噪音低，结构紧凑；是轻、中卡最优动力。

3).WP10系列WP10发动机延续国Ⅲ产品优势，转速低、扭矩大、经济耐用，动力强劲，可靠性好；是重型卡车最成熟动力。备注：潍柴WP10.E41发动机中的“单缸4气门”机型，编码现改为：WP10.E42。

4).WP12/13系列WP12/13由潍柴动力欧洲研发中心与奥地利AVL联合研发，可靠性、经济性指标高于当前国际水平，在国Ⅲ基础上已成功升级至国Ⅳ、V；是国内唯一成熟的大排量发动机；是重型卡车的理想动力。备注：潍柴WP12.E41发动机中的“单缸4气门”机型，编码现改为:WP12.E42。

5).潍柴国IV与国III发动机差异-以WP10为例

机械部分机冷盖不同，国IV增加后处理取水口；水泵不同，国IV增加后处理回水口。

电器部分ECU不同，国IV采用EDC17系统；低压油路不同，EDC17不需要冷却；线束不同，后油门、V4和电控风扇接插件在整车线束上。

强化提升发动机机体强化，可承受的最高爆发压力提高了2Mpa；连杆采用增强型工字梁，并装配独特的内冷油槽衬套；主轴瓦和连杆下瓦采用多元合金瓦，连杆上瓦则采用了专用的等离子喷涂技术，溶污性强，更耐磨；喷油器不同（锥角不同、流量不同、孔径不同）；凸轮轴、活塞强化。

6).四气门介绍WP10四气门系列以两气门WP10为基础，采用四气门结构，对

进排气系统进行重新优化；除进气口坐标稍作变化外，其余与WP10结构完全相同；新增WP10.350E40、WP10350E42、WP10.375E42机型；性能优势：提升低速扭矩，起步性能更优异。

序号驱动形式平台编码基础车型配置车型公告燃油公告3C认证14×2N8C4180WD42-PB35E14H3AB1A-SWP12.336E40,12JS180TA.3500，双级减速冲焊桥4.42，有ABS247批23批有2N8E4180WD42-PF35B121-SWP10.290E40，9JS135B，6.5T457前桥，13TSTR轮边减速冲焊桥，4.42，12R22.54月份计划无公告，未申报无36×2N8E4250WD4BB-PF28B141-SWP10.336E41，12JSD160TA，5.5T，153前桥，13T，STR轮边减速冲焊桥.4.42，变截面梁4月份计划无公告，未申报无公告，未申报4N8E4250WD4BB-EB27B14F1AB1A-SWP10.336E40,12JSD160TA,1700+2750，双级减速冲焊桥4.42，有ABS，直通梁247批23批有56×4N8C4250WD43-PB32E24J3AB2AWP12.375E40,12JSD200TA,3200+1350，双级减速冲焊桥4.42，无ABS247批