柴油发动机实现欧Ⅳ的两条主要技术路线（优化燃烧+SCR－EGR+DPF）

路边

要实现欧Ⅳ对NQx和PM都较低的限值，目前有两条技术路线：其一是先通过喷射系统优化和喷射定时提前以降低颗粒物，再使用SCR来降低因燃烧优化而产生的NQx排放；其二是EGR+DPF路线，即先通过废气再循环降低排放中NOx的成份，再用颗粒捕集器捕集因使用EGR而略有增加的颗粒、物，从而达到同时降低NOx和PM的效果
  1.路线1（优化燃烧+SCR）
    此种路线在欧洲采用较多，简称欧洲路线。对于大多数制造商，发展现有的发动机技术是首选的途径。有几种可选择的方案：如先在发动机机内处理NQx，再处理PM；或者两者都进行后处理。后者存在一个污染源回收的处理问题。没有EGR系统，在发动机机内处理NOx是非常困难的，并且燃油消耗更高。因此，制造商一般采用在发动机机内减少PM排放、在废气中处理NOx的措施。
    在欧洲，目前采用的一种解决方案是：利用商业用的固体尿素和水（水溶液浓度为32.5%±0.5%），在排气中喷人尿素、氨水等还原性物质，将NQx（主要是NO）还原为N2和H20。如市面上销售的AdBlue，它无毒、洁净、无气味、不易着火、无爆炸危险，但有一点点腐蚀性，必须使用特殊的储存容器。
    这种净化方案的发动机燃油消耗率比较低，油耗可节省5%～7%，若扣除因尿素所增加的费用，还将有节油2%～3%的优势。此外，这一路线对于燃油品质相对不敏感，戴姆勒•www.cartech8.com公司认为甚至含硫量350x10-6以下的欧Ⅲ燃油就可以满足要求。
    但使用SCR后不但要增加SCR本身装置的质量约150～300 kg，另外还要增加1个尿素溶液（AdBlue）箱和尿素溶液。按100 L尿素溶液运行7 000 km计算，一辆汽车损失的有效载荷在400 kg左右。SCR系统中的尿素剂量最终由发动机管理系统控制，尿素的喷入量必须要与NOx的浓度相匹配，在保证降低NOx的同时，不能超过份量。尿素的喷人量过少，则达不到应有的处理水平，尿素的喷人量过多，则会使多余的氨气排入大气，导致新的污染。所以，必须有高灵敏度的NOx浓度传感器以及相应的高精度尿素喷射装置。而且尿素消耗较快，定期添加尿素的责任也必须由用户来完成，这就加大了装置的复杂性和保养的难度，而且这种装置的价格也是较为昂贵的。目前欧洲市场每升尿素溶液现价为40欧分，每升柴油现价为42欧分。
    SCR作为新的后处理技术，由于系统成本高  （大约是车辆成本的3%～5%）、初期投资高、操作和保养费用高、需要加1套较复杂的调节还原剂喷射量的控制系统等原因，在车用柴油机上还没有得到推广。其还要求行驶区域内对尿素的供应，并需要车载诊断（OBD），同时需要车辆使用者有较高的环保意识，自觉及时地添加尿素也是目前实施这一路线的现实困难。此外，在温度较低（-11℃）的情况下，尿素-水溶液会结冰，也使其在寒冷地区的推广使用受到限制，但现已可以通过尿素计量系统的适当加热措施来解决。在SCR技术的应用方面，目前已经基本解决尿素的储存、注入和喷射策略等技术问题，其使用耐久性好，已有几年在柴油机上应用的经验，但还需进一步解决降低SCR装置成本以及尿素加注站的布局等问题。随着对SCR技术的开发研究和排放法规的日趋严格，相信SCR技术在欧Ⅳ机上很快会得到推广。
    2. 路线2（EGR+DPF）
    该路线美国采用较多，简称美国路线。  供油提前角和EGR都对柴油机的NOx排放和PM排放有较大的影响。减小供油提前角，可以使NOx排放降低，但会使PM排放和燃油消耗率增加；而增大EGR率，使废气与进气混合可以降低缸内氧气浓度，从而在燃烧过程中降低气体最高温度的同时可使NOx排放降低，但会使PM排放增加。与减小供油提前角相比，燃油消耗率变化不大，所以在采用降低NOx排放的措施时应首选EGR系统。   EGR可有效地降低NOx排放，但随着EGR率的增加，缸内较低的氧气浓度将会增加颗粒物的排放，并使发动机的排气烟度增加，在中小负荷时烟度值比较小，而大负荷时会使柴油机的排气烟度增大，所以为达到欧Ⅳ排放限值，EGR率一般控制在15%以内，同时还需配合使用DPF微粒捕集器。然而这项技术却潜伏着危险：一方面燃料一中的硫会使微粒捕集系统中毒失效；另一方面，废气中含有的灰分会逐渐地堵塞捕集器，增加排气背压，使油耗恶化。因此，有时在DPF的上游增加一个氧化催化转换器（DOC），其基质用贵金属如白金涂层，就能够改进再生过程的效率，还将进一步降低HC的排放。在某些发动机上也有只用DPF或DOC来转化PM的。
    该方案成本比SCR低，但它不适合停车起动操作，因为此时发动机排温不可能达到300℃，废气中的黑烟无法在颗粒过滤器中燃烧，同时还存在过滤器堵塞的危险。它更适合发动机排温高而且比较稳定的长途运输使用。
     为使EGR更有效，EGR冷却系统和散热器必须比普通的大得多，甚至大于路线1中尿素箱的尺寸，可大多数发动机为了减少噪声进行了空间压缩，这增加了冷却问题的解决难度。早期试验表明了在欧W发动机中使用EGR的燃油效率不如SCR。而且这条路线对燃油品质的要求更高，要求硫含量达到低于50x10-6的水平，理想情况要求达到10x10-6～15x10-6的水平，这对于我国的石油工业要在2010年前达到这一要求似有困难。另外，要在柴油机上实现微粒捕集器的再生，一般需要附加能源，例如用燃烧器加热、电阻加热或微波加热，这些也在一定程度上增加了这一路线的油耗和系统成本。
    正因为这些原因，许多生产厂商反对采用EGR系统。当然，这并不意味着欧Ⅴ、欧Ⅵ发动机也不会采用。
   考虑到中国能源短缺，而尿素生产比较普遍，因此我国中重型车用柴油机实施欧Ⅳ排放宜首选SCR技术路线。

wcdl2008

现在只是各大厂商反对的问题了，国内的大企业已经形成了行业约定，一致开发并使用SCR了

zhanglao

上述技术路线是针对中重型柴油机的，对于轻型车辆以及特种用途车辆（比如城市公交等），尤其是针对乘用车，技术路线差异很大。DPF针对其他用途，很多情况是必要的。

南方南风

商用车采用SCR已形成共识，因为这个技术相对简单、基本不依赖电喷系统、燃油经济性好，特别是对硫不敏感。
但是SCR很难在乘用车上应用，主要问题是乘用车大部分运行时间排温都在150度以下，通常的SCR转换器效率几乎为零，NEDC测试中城市循环排温也基本在150度以下。沸石基的SCR在乘用车上可能还有些前途，据说150度时能达到50％转换效率。因此DPF应该还是乘用车的主要技术路线，在欧洲也如此，但在中国燃油中的硫是个大问题。

basa

乘用车可能DPF＋EGR用的更多，但是考虑到柴油乘用车在中国的处境，不太可能有很大的前途，我有个朋友被派出国培训DPF，不知咋样

yubh_china

SCR技术:

qwert123

你们都是专业人士，很高兴能看到你们在这评论，这对我有很大帮助，多谢你们，我很喜欢这句话“知无不言，言无不尽”

qwert123

我相知道几个问题
1，ＥＧＲ是将废气引入气缸，那肯定会造成燃烧效率的下降，也就是说将会更费油，是这样么？增加DPF是否会导致排气不畅？

2，在中国究竟是EGR更适合还是SCR更适合，为什么，中国大部分企业倾向哪种，哪个会是主流？

请哪位高人给解答一下，多谢多谢了，祝解答者天天高兴

leipz

两种方案都需要国家的基础设施进一步完善。否则就是SCR方案更适合，车子不加氨水照样跑。DPF一堵用户抱怨就大了呵。

mustad

增加DPF肯定会增加排气阻力，但它同时有消声的效果，所以可以通过减少消声器阻力的方法来平衡整个排气系统的阻力。

我也认为，重型车选SCR，轻型车选DPF+EGR比较合国情。

honey521

SCR后处理技术是以后的发展趋势！

k9j8k9j8k9j8

现在说那个方向过早，目前大部分厂家都是观望。迷茫中。。。

yydlri

国外也有介绍用米勒循环+高压比增压器来解决的

lingjian86

我们现在在研究SCR

robinbird

现在市场上的柴油车主要是采用什么样的技术。