奥驰长知识—国IV发动机解读

发布日期:2014-06-29
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国IV排放标准是国家第四阶段机动车污染物排放标准,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,通过更好地催化转化器的活性层、二次空气喷射以及带有冷却装置的排气再循环系统等技术的应用,控制和减少汽车排放污染物到规定数值以下的标准。
国四有两种主要的升级方案,一类是通过使用选择性催化还原(SCR)技术,利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理;还有一类是通过微粒捕集器(DPF)或微粒催化转换器(DOC),针对燃烧产生的微粒进行处理的废气再循环(EGR)技术。
一、EGR和SCR两种技术路线区别
1.原理不同
先给大家简单介绍一下两者的原理吧。由于NOx和PM是可以产生互逆反应,在一定的条件下可以相互转换,EGR和SCR两者之间也可以从它们处理这两种物质的方法上看出区别来。
EGR+DPF系统图
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DOC等后处理方法过滤掉。
SCR系统图
SCR相比EGR采用废气减少NOX产生的环境,SCR则更多的把功夫做在后头。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排放达到国四。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.结构不同
    SCR技术结构相对更加简单,只需在发动机的基础上建立,需要增加一套尿素还原剂的系统,并且需要定期添加尿素水溶液。
 
EGR发动机不需要添加任何东西。但发动机的温度对于燃烧的排放物影响较大,为了保证正常的EGR温度,在长途运输的车辆上必须装配大流量、高效的冷却系统。这对于中国目前平头载重车驾驶室设计来讲,也是个严重的考验。
3.对燃油的要求不同
       EGR对燃油中的硫比较敏感,参与燃烧后形成的SOx与水蒸气会形成酸性腐蚀物,会引起发动机内部的增加腐蚀磨损,对发动机有着比较大的杀伤力。
   对于SCR系统而言,SCR系统中,废气中的硫将会导致催化剂的活性下降,产生不可再生反应,从而排放不达标。
      考虑到成本以及技术等问题,目前国内主流柴油机生产企业更多的将目光转向了SCR,将其作为未来国内柴油机排放继续升级的主要技术方向。下面小编重点介绍下SCR系统。
二、SCR控制系统
整个SCR系统包括:尿素水溶液储罐、输送装置、计量装置、喷射装置、催化器以及温度和排气传感器等。
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。当发动机开始工作后,尿素喷射装置会根据柴油机的工况、催化器温度和环境状态来精确计量尿素溶液的喷射量。尿素溶液被喷射到排气管中,与柴油机排气进行均匀混合并进行化学反应,净化排气。
   催化转换器安置在排气气流当中。它的外表与消声器很像,只是明显大一些。在很多情况下,该催化转换器就安装在消声器中。
 
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,但可以通过加热措施来解决。
   1、尿素溶液
在SCR系统中,最重要的就是还原剂——尿素溶液了。车用尿素溶液也有着不同的叫法,在欧洲被称为Adbule,而在北美则被称为DEF,"DieselExhaust Fluid"的缩写,中文直译为“柴油机排放处理液”。
尿素的消耗量比较低,满足欧IV标准的消耗量大约是燃油消耗的3.5%,满足欧V标准大约是燃油消耗的5%。当尿素罐内没有尿素后,发动机的排放就不会达标,车辆的自动诊断系统也会报警,提醒司机及时添加。
 
 
有人想这个尿素溶液是不是可以用我们常见的尿素化肥兑水就可以了呢?当然是不可以的,这里的尿素溶液其实是农用尿素提纯后形成的,呈淡蓝色液态的,在卡车上需要一个单独的容器来存储,尿素溶液中不可再添加水和柴油了。
2、尿素罐的布置
 
 
如上图所示,国内尿素罐基本都是独立放置在车架侧面。
 
 
国外尿素罐的布置,分为独立式和集成式两种。独立式跟国内差不多。上图为国外尿素罐的集成式布置,尿素罐和油箱并列在一起,从外面看就像是放在油箱里一样,这样的布局可能是为了整体美观、节省空间。
 
三、国四柴油发动机维护保养
1、燃油的选用
为了使发动机拥有更高的可靠性和更低油耗,燃油应选用符合国家标准《车用柴油》(GB19147-2009)中满足第Ⅳ阶段排放要求的车用柴油。并随着地区环境气温的不同而选用不同牌号的清洁柴油,一般夏季选用 0 号,冬季气温在-5℃以上时选用-10 号,当温在-14℃以上时应选用-20 号,当气温在-29℃以上时应选用-35 号。 
 
2、燃油的放水
将油水分离器下方的放水螺栓拧松即可,等待油水分离器内水全部放空后,重新上紧放水螺栓,放水完毕。
 
3、燃油管路的排空
发动机关闭,总电源关闭,将燃油滤清器顶部的放气螺塞拧松,用粗滤器上的手泵排空,直至燃油滤清器内充满燃油,放气螺塞流出的燃油不再带有气泡为止,然后上紧放气螺塞,排空完毕。
 
 
4、机油的选用
新车零部件配合间隙小,可选用粘度较低的机油,利于节能;对于已有一定程度磨损的车辆,可选用粘度较大的机油,利于密封。
在气温较高的环境下,对重负荷、长距离运输等工况恶劣的车辆推荐选用粘度较大的机油。
机油的更换需按照发动机使用说明书,在一定周期内进行更换。
机油的加注量应在机油尺的上下刻度线之间为宜(过多或过少都对发动机有不利影响
严禁不同品牌或者不同性能的机油混用!
5、空气滤清器的使用和保养
禁止发动机在不装空气滤清器或空气滤清器失效的情况下工作。
用户可以通过观察装在空气滤清器后的进气管上的空气阻力指示器来判断空气滤清器堵塞情况,当空气阻力指示器的指示窗口由正常情况下的绿色变成红色,则表明滤清器进气阻力超过限定值,需要对其进行清理或更换。
如果空气滤清器上没有空气阻力指示器,则视环境空气中含尘量的高低来定期检查并清理或更换。
6、冷却系统的保养
冷却系统必须使用防冻液,不同牌号防冻液不能掺杂使用。
冷却系统影响发动机的功率和耗油量,以及发动机的可靠性和寿命,为保证冷却系统正常工作,在工作中进行认真保养:
注意检查皮带的张紧度,以免皮带过松造成打滑。同时定期对水泵及张紧轮轴承通过润滑脂嘴注入适量润滑脂。
必须定期清洗冷却系,以清除水垢。经常采用在 10L 水内加入 750g 碱性钠和150g 煤油配制而成的清洗剂注入冷却系中进行清洗。清洗过程如下:
发动机先以这种清洗剂作为冷却液中速运转5~10min,使清洗剂热起来后再停车,让清洗剂在内燃机中停留 10~12h;然后再起动发动机,以中速运转 10~15min,放出清洗液,再注入清水,以中速运转一段时间后放掉清水。如果水垢很多,可以重复上述过程 2~3 次。
经常检查冷却系的工作和密封情况,发现工作不良或漏水,应查明原因予以修复。
    7、特别注意点
    当多次起动发动机不能够成功时,请联系当地服务站进行检修处理。  
    发动机上布满各种线束及电子元件,对水等液体比较敏感,在清洗发动机的时候请选择用干燥软布进行擦拭或者用干燥压缩空气进行吹洗,不要用水等液体进行清洗工作。
    柴油中含有一定水分,此水分对发动机各个零部件会产生不良影响,故柴油滤清器会对柴油中的水分进行过滤,过滤后的水分会储存在燃油滤清器下方,所以需要每日对柴油滤清器进行放水处理。
    8、后处理系统零部件保养
u关于添蓝液的使用:
Ø  请添加符合DIN70070标准的32.5%的添蓝溶液。
Ø  务必添加添蓝液,否则会烧坏添蓝喷嘴。
Ø   添蓝液会随着车辆的行驶逐渐消耗,请在添蓝液低于30%时及时添加,不要低于20%。 
Ø  若添蓝液不消耗,请联系当地服务站进行检修。
u添蓝罐保养操作:
Ø  添蓝罐最高液位应添加添蓝溶液(AdBlue)至100%,当添蓝溶液消耗到20%的时候,需要添加添蓝溶液; 
Ø  每年发动机进行保养时打开添蓝罐底部放水螺栓进行清洗,放出罐内沉淀;
Ø  不定期检查如发现通气阀或加液口处出现白色结晶,可用清水冲洗,也可用湿布擦拭;
Ø  通气阀如发现堵塞,可旋下用清水清洗或更换;
Ø   2~3 年更换罐内滤网;
不定期检查插件及管路接头是否良好。


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