SCR系统在重型载货汽车中的应用

作者：中国重汽集团有限公司 刘俊香

欢迎访问e展厅 展厅 1 发动机展厅 汽油发动机, 柴油机, 船用柴油机, 天然气发动机, 气缸及部件, ... SCR系统在高催化效率下的正常运行是柴油机满足排放法规的关键因素。SCR系统该系统具有结构简单、性能优越等特点，能够从根本上解决我国中重型载货汽车尾气排放问题，对保护环境起到积极重要的作用。 随着空气质量的恶化，阴霾天气现象增多，危害越来越重，而影响空气质量的主要原因之一则为汽车尾气。为解决环境及能源问题，国Ⅳ排放法规在国内开始逐步实施，节能减排已成为车辆技术革新的热点。在重型车面对日益严格的排放法规应对策略中， SCR技术路线表现出较好的经济性、排放法规继承性并保持了良好的车辆动力性，且对燃料中硫的含量不敏感等诸多优点，适合我国现阶段的基本国情。 中国重型载货汽车排放路线 出于对国内柴油品质的担忧，重型载货汽车发动机制造商都选择了SCR技术路线，以应对高含硫的柴油。目前，所有重型载货汽车制造商均已完成SCR路线的整车排气后处理系统，纷纷进入批量生产阶段（中国重型载货汽车排放路线见图1）。 SCR系统结构及工作原理 SCR系统包括：尿素控制单元、尿素箱总成、尿素喷射装置、电器连接装置、SCR催化转化器以及温度和排气传感器等。SCR系统结构如图2所示。 SCR系统的基本工作原理是：尾气从涡轮出来后进入排气管，在排气管上安装有尿素喷射装置，喷入尿素水溶液，尿素和水在排气管中进行热分解反应，产生还原剂NH3，NH3与发动机尾气中的NOx在由TiO2、WO3和V2O5等材料组成的蜂窝状催化转换器中反应，生成N2和H2O。一般情况下，消耗100 L燃油的同时会消耗5 L液体尿素水溶液。在SCR中发生的化学反应如下： 尿素水解：（NH2）2 CO + H2O → 2NH3 + CO2 NOx还原：NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O NH3氧化：4NH3＋3O2→2N2＋6H2O 中国重汽SCR装置 尿素箱总成是容纳尿素的装置，采用线性低密度聚乙烯材料制造，具有坚实可靠、耐腐蚀性强，结构简单及使用方便等特点，具有加注、放液和平衡压力等功能。我公司的尿素箱外形如图3所示。 在尿素箱总成中安装有尿素液位传感器，该装置可有效避免车辆在缺少尿素的环境下使用，从而降低危险的发生，保证SCR系统的正常运转。尿素箱液位传感器采用干簧管原理，它是利用磁铁产生的磁场控制干簧管通断的原理，将被测液位的变化转化成电阻电压信号输出，然后与二次仪表相连接，达到检测油箱液位高度的目的。干簧管液位传感器具有使用寿命长、安装维护简便、动作安全可靠和无火花等特点，广泛用于油箱液位和发电机组液位检测中。液位传感器结构如图4所示。 喷射装置是把尿素溶液送入排气管的装置，其在管内以居中位置，便于喷出的尿素与排气充分混合，而且喷嘴放在最不容易受到损坏的地方。其安装位置如图5所示。 尿素泵是后处理系统中提供尿素喷射动力的装置，其安装位置振动加速度需小于6g，安装平面度要求在0.5mm以内，且要安装在雨水飞溅和泥污较少的位置，以防对电器接头和液体接头造成损坏。 SCR催化转化器（见图6，也成为“SCR消声器”）是一个整体式的催化和消声装置，装在一个密封的不锈钢外壳中。在箱体内有三个串联、独立的单元，分别是氨扩散器、催化器和消声装置。首先尿素水解产生的NH3与发动机尾气形成的混合气体由排气管导入至氨扩散器内，扩散器将混合气体均匀的喷洒至B腔，再由B、C腔间隔板孔进入到C腔，C腔的混合气体从催化器右侧进入均匀分散在催化器表面，催化器促进NOx转换，转换后混合气体进入A腔即消声装置中以消除排气系统的噪声，最后从出气管排出。 结束语 目前国内尿素产量有限，也没有专门提供尿素的站点，所有尿素必须通过货车生产企业的经销商店获取。此外，现阶段国内的柴油品质普遍含硫量过高，也对重型国Ⅳ排放标准施行产生不利影响。但从环保角度来看，中重型载货汽车确实已经成为影响整个汽车产业节能减排的重要因素。随着大众环保意识的增强以及排放法规的日趋严格，相信SCR系统技术很快会得到推广应用。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (7/8/2014)