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【國四來了】實(shí)現(xiàn)國四排放主流技術(shù)路線 SCR系統(tǒng)簡介
國四標(biāo)準(zhǔn)簡介：
????? 國IV排放標(biāo)準(zhǔn)是國家第四階段機(jī)動(dòng)車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，汽車排放污染物主要有HC（碳?xì)浠衔铮?、NOx（氮氧合物）、CO（一氧化碳）、PM（微粒）等，通過更好的催化轉(zhuǎn)化器的活性層、二次空氣噴射以及帶有冷卻裝置的排氣再循環(huán)系統(tǒng)等技術(shù)的應(yīng)用，控制和減少汽車排放污染物到規(guī)定數(shù)值以下的標(biāo)準(zhǔn)。
???? 國內(nèi)的汽車排放標(biāo)準(zhǔn)主要是參考?xì)W洲的標(biāo)準(zhǔn)。國III，國IV排放標(biāo)準(zhǔn)污染物排放限值上與歐III、歐IV標(biāo)準(zhǔn)完全相同，國四標(biāo)準(zhǔn)比國三對NOX和PM要求更為嚴(yán)格。
國四排放標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)路線：
???? 在國四時(shí)代有兩種主要的升級方案，一類是通過使用選擇性催化還原(SCR)技術(shù)，利用尿素溶液對尾氣中的氮氧化物進(jìn)行處理；還有一類是通過微粒捕集器（DPF）或微粒催化轉(zhuǎn)換器（DOC），針對燃燒產(chǎn)生的微粒進(jìn)行處理的EGR(廢氣再循環(huán))技術(shù)。
???? EGR和SCR兩種技術(shù)路線在歐美等國家都有被采用，它們都能夠?qū)崿F(xiàn)歐IV以及歐V的排放標(biāo)準(zhǔn)，那他們到底有什么區(qū)別呢？小編在這里做個(gè)簡單的介紹。
1.原理不同
?????先給大家簡單介紹一下兩者的原理吧。由于NOX和PM是可以產(chǎn)生互逆反應(yīng)，在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)換，EGR和SCR兩者之間也可以從它們處理這兩種物質(zhì)的方法上看出區(qū)別來。
???? EGR的工作原理是少部分廢氣經(jīng)EGR閥進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng)，將一部分排氣循進(jìn)氣管與新鮮空氣混合后進(jìn)入汽缸燃燒，廢氣中的CO2可以增加混合氣的熱容量，降低燃燒時(shí)的最高溫度，抑制NOx的生成，從而降低了廢氣中的NOx的含量，同時(shí)，對于產(chǎn)生的PM（固體微粒）則通過DPF（微粒捕集器）或DOC等后處理方法過濾掉。
???? SCR相比EGR采用廢氣減少NOX產(chǎn)生的環(huán)境，SCR則更多的把功夫做在后頭。首先通過調(diào)整噴射軟件及其它措施，在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)讓其充分燃燒，使本機(jī)PM排放達(dá)到國四。對于產(chǎn)生的NOx，在車輛的排氣系統(tǒng)中加上一套電控尿素噴射系統(tǒng)，通過“選擇性催化還原”過程，將廢氣中的NOx轉(zhuǎn)化成氮?dú)夂退懦鲕囃狻?br>2.結(jié)構(gòu)區(qū)別
???? SCR技術(shù)結(jié)構(gòu)相對更加簡單，只需在發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上建立，需要增加一套尿素還原劑的系統(tǒng)，并且需要定期添加尿素水溶液。
???? 相比之下，EGR發(fā)動(dòng)機(jī)則少了這方面的麻煩，不需要添加任何東西。不過，EGR發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度對于燃燒的排放物影響較大，為了保證正常的EGR溫度，在長途運(yùn)輸?shù)能囕v上必須裝配大流量、高效的冷卻系統(tǒng)。這對于中國目前平頭載重車駕駛室設(shè)計(jì)來講，也是個(gè)嚴(yán)重的考驗(yàn)。
3.對燃油的要求
???? 為了達(dá)到更清潔的排放，發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)然也要使用更為潔凈的燃油。這兩種系統(tǒng)對于燃油的要求都比較高，尤其是對燃油中的含硫量。
???? EGR對燃油中的硫比較敏感，參與燃燒后形成的SOx與水蒸氣會形成酸性腐蝕物，會引起發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的增加腐蝕磨損，對發(fā)動(dòng)機(jī)有著比較大的殺傷力。
???? 對于SCR系統(tǒng)而言，SCR系統(tǒng)中，廢氣中的硫?qū)?dǎo)致催化劑的活性下降，產(chǎn)生不可再生反應(yīng)，從而排放不達(dá)標(biāo)。
??? ?考慮到成本以及技術(shù)等問題，目前國內(nèi)主流柴油機(jī)生產(chǎn)企業(yè)更多的將目光轉(zhuǎn)向了SCR，將其作為未來國內(nèi)柴油機(jī)排放繼續(xù)升級的主要技術(shù)方向。
●? SCR控制系統(tǒng)升級
???? SCR系統(tǒng)中的尿素劑量最終由發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)控制，尿素的噴入量必須要與NOx的濃度相匹配，在保證降低NOx的同時(shí)，不能超過份量。尿素的噴人量過少，則達(dá)不到應(yīng)有的處理水平，尿素的噴人量過多，則會使多余的氨氣排入大氣，導(dǎo)致新的污染。所以，必須有高靈敏度的NOx濃度傳感器以及相應(yīng)的高精度尿素噴射裝置。
???? 催化轉(zhuǎn)換器安置在排氣氣流當(dāng)中。它的外表與消聲器很像，只是明顯大一些。在很多情況下，該催化轉(zhuǎn)換器就安裝在消聲器中。在溫度較低（-11℃）的情況下，尿素水溶液會結(jié)冰，也使其在寒冷地區(qū)的推廣使用受到限制，但可以通過加熱措施來解決。
●? 尿素溶液
???? 在SCR系統(tǒng)中，最重要的就是還原劑——尿素溶液了。有人想這個(gè)尿素溶液是不是可以用我們常見的尿素化肥兌水就可以了呢？當(dāng)然是不可以的，這里的尿素溶液其實(shí)是農(nóng)用尿素提純后形成的，呈淡藍(lán)色液態(tài)的，在卡車上需要一個(gè)單獨(dú)的容器來存儲，尿素溶液中不可再添加水和柴油了。車用尿素溶液也有著不同的叫法，在歐洲被成為Adbule，而在北美則被成為DEF，"Diesel Exhaust Fluid"的縮寫，中文直譯為“柴油機(jī)排放處理液”。
???? 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)開始工作后，ECU根據(jù)柴油機(jī)的工況、催化器溫度和環(huán)境狀態(tài)來精確計(jì)量尿素溶液的噴射量。尿素溶液被噴射到排氣管中，與柴油機(jī)排氣進(jìn)行均勻混合并進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，凈化排氣。尿素的消耗量比較低，滿足歐IV標(biāo)準(zhǔn)的消耗量大約是燃油消耗的3.5%，滿足歐V標(biāo)準(zhǔn)大約是燃油消耗的5%。當(dāng)尿素罐內(nèi)沒有尿素后，發(fā)動(dòng)機(jī)的排放就不會達(dá)標(biāo)，車輛的自動(dòng)診斷系統(tǒng)也會報(bào)警，提醒司機(jī)及時(shí)添加。
???? 每次排放升級都會帶來一系列的問題，升級國四之后用戶還要面對跟升級國三類似的問題。
1.整車價(jià)格上升。
??? ?排放標(biāo)準(zhǔn)的升級帶來的首先就是成本的增加，對于SCR車型而言，由于多了一套尾氣后處理系統(tǒng)，購車成本將大幅增長，根據(jù)行業(yè)的平均水準(zhǔn)，國IV車的價(jià)格將比國Ⅲ車高3萬到5萬元，以5萬元左右的輕卡作為標(biāo)準(zhǔn)，則該類車終端售價(jià)可能上漲60%-100%。
2.使用成本變化
???? 由于要達(dá)到更為嚴(yán)格的排放水平，發(fā)動(dòng)機(jī)采用了更精密的控制，對燃油的質(zhì)量要求也更高了。廣州地區(qū)將用粵IV標(biāo)準(zhǔn)用油來代替國III標(biāo)準(zhǔn)用油。國IV油肯定會比國Ⅲ油貴，此前有媒體預(yù)測價(jià)格會上漲0.34-0.46元/升，漲幅約5%-6%。另一項(xiàng)增加的開銷就是需要定期添加尿素溶液的價(jià)格。缺少尿素后車輛將無法正常運(yùn)行，所以就要跟加油站一樣，建立足夠多的尿素站，但國內(nèi)幾乎沒有這樣的尿素站及相關(guān)的配套設(shè)施，如果要大力推廣國四標(biāo)準(zhǔn)，國家也需要投入大量的資金進(jìn)行尿素站的建設(shè)。
???? 不過由于國內(nèi)的這些設(shè)備尚不健全，需要更多的時(shí)間去消化成本，用戶的使用成本現(xiàn)在就還不好說了。這也就需要國家在政策上面給與補(bǔ)助和引導(dǎo)，畢竟在節(jié)能減排兩方面都是有著優(yōu)勢的，在市場完善的情況下，用戶的使用成本肯定是會減少的。
3.使用變化不大
???? SCR主要的變化就是增加的后處理系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)主體與國三發(fā)動(dòng)機(jī)并沒有太多差別。除了需要添加尿素溶液，用戶在使用操作和使用方法是和國三電控發(fā)動(dòng)機(jī)基本一致的。
4.維修保養(yǎng)是麻煩
???? 從機(jī)械泵升級到電控發(fā)動(dòng)機(jī)，修車難成了很多司機(jī)反映的問題，更多的電子控制結(jié)構(gòu)不僅讓車主遇到問題無法處理，就是到了維修站一些問題也讓修理工手足無措。國四標(biāo)準(zhǔn)后結(jié)構(gòu)會變得更加復(fù)雜，并且SCR系統(tǒng)在國內(nèi)技術(shù)發(fā)展還不完善，如果出現(xiàn)問題，如何保證能夠及時(shí)處理，不影響用戶行車，這也是一個(gè)很大的問題。
對廠家：是機(jī)遇更是挑戰(zhàn)
???? 排放標(biāo)準(zhǔn)的升級必然還會帶來產(chǎn)品的升級換代，對于廠家來說，既是機(jī)遇更是挑戰(zhàn)。根據(jù)北京等地區(qū)升級國三標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)驗(yàn)，在第一時(shí)間推出符合政策標(biāo)準(zhǔn)的車型，將有利于搶占市場，一旦獲得了用戶的認(rèn)可，后來者要想分得一杯羹，就要付出更多努力了。輕卡方面符合國四的車型倒不是很多，福田依靠康明斯在發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力，推出的ISF系列發(fā)動(dòng)機(jī)可以滿足排放要求，最多可以升級到歐VI標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在廣東珠三角地區(qū)提前實(shí)施國四標(biāo)準(zhǔn)，其他整車和發(fā)動(dòng)機(jī)廠家肯定也都在暗自發(fā)力了。
???? 另外，卡車不同于其他商品，售前售后服務(wù)同樣非常重要，新技術(shù)的加入也需要廠家對售后服務(wù)水平進(jìn)行升級，如果除了故障沒有地方解決，用戶肯定不買帳了。
●? 編后語
???? 通過小編的介紹，您是不是對國IV和SCR系統(tǒng)有了一些了解呢？
