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《滿足歐Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)的柴油機(jī)排放技術(shù)(轉(zhuǎn)載).pdf》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、滿足歐Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)的柴油機(jī)排放技術(shù)(轉(zhuǎn)載)圖1沒有廢氣后處理系統(tǒng)就無法滿足歐VI排放標(biāo)準(zhǔn)要求目前柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排放水平距離歐Ⅵ排放標(biāo)準(zhǔn)還相差很遠(yuǎn),至少NOX和PM的排放值比歐Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)要高出許多。但是,以Emitec公司、Emcon凈化技術(shù)公司和HJS公司為代表的企業(yè)在廢氣后處理技術(shù)研發(fā)方面又向前跨進(jìn)了一步。發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣后處理凈化措施和閉式的煙塵顆粒過濾器是目前柴油發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)配置方案,但是其他的技術(shù)方案同樣也能有效地降低有害物質(zhì)的排放。德國Emitec公司研發(fā)的開式紊流金屬觸媒催化器和永久再生技術(shù),Emcon凈化技術(shù)公司研發(fā)的可清除廢氣排放系統(tǒng)中殘余的燃油并使得顆粒過濾器再生的廢氣蒸發(fā)器,以及HJS公
2、司研發(fā)的利用“加熱螺線管”提高廢氣溫度的技術(shù),都是一些不錯(cuò)的解決方案。由于未來汽車市場中會(huì)有越來越多的小型轎車汽油發(fā)動(dòng)機(jī)采用直接噴射系統(tǒng)和增壓系統(tǒng),因此“稀燃”和“稀燃尾氣”,包括NOX的清潔凈化技術(shù)對于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)有著同樣重要的意義。高增壓發(fā)動(dòng)機(jī)排放出來的顆粒直徑通常在400nm以下。Emitec公司的總經(jīng)理WolfgangMaus先生希望法規(guī)制定者對歐Ⅵ排放標(biāo)準(zhǔn)中顆粒物的上限也做出規(guī)定。據(jù)調(diào)查表明:以控制CO2排放為主導(dǎo)的車輛,其油耗也相對較低。在這樣的基本框架下,汽車生產(chǎn)廠家應(yīng)對以降低油耗為主導(dǎo)的替代方案中,要在顆粒物和NOX排放之間取得平衡。也就是說,發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗越低,顆粒排
3、放就越少,把減少NOX排放的任務(wù)交給SCR選擇性三元催化器去解決。Emitec公司的SCRi凈化系統(tǒng)按照上述設(shè)想,Emitec公司研發(fā)了SCRi凈化系統(tǒng)。這是一種將顆粒過濾器、SCR三元催化器、NOX催化器以及尿素噴射系統(tǒng)組合在一起的廢氣凈化系統(tǒng)。所有的催化器孔芯都帶有金屬膜,設(shè)計(jì)為開放式的紊流結(jié)構(gòu)。其分流式低置過濾器保證了各種介質(zhì)最佳的混和,產(chǎn)生的廢氣背壓也很低,從而有利于降低燃油消耗。NOX催化器能夠清除廢氣中的NOX和CO。另外,Emitec公司還利用它盡可能多的從廢氣氣流中生成NO2。所生成的NO2連續(xù)地使顆粒過濾器得到再生。在煙塵顆粒過濾器中,每一個(gè)孔芯都有極精細(xì)的金屬纖維網(wǎng)。據(jù)Em
4、itec公司介紹,這種煙塵過濾器可以清除大約60%~90%的微小顆粒。圖2Emitec凈化技術(shù)公司研發(fā)的SCRi凈化系統(tǒng)是將顆粒過濾器、SCR三元催化器和NOX催化器(右圖)復(fù)合在一起的廢氣凈化系統(tǒng)除此以外,Emitec公司還向顆粒過濾器中噴射尿素,使廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)換為氮和水。為加速這一反應(yīng)過程,在孔芯表面涂敷了一層二氧化鈦材料的反應(yīng)加速涂層。在氨的幫助下,后續(xù)的SCR選擇性催化器能夠把NOX分解為純凈的氮和水。若在SCR選擇性催化器后還有殘留的氨,則可用一個(gè)盤狀的氧化還原催化器將殘存的氨轉(zhuǎn)換為氮和水。依靠這一保障方式可以避免氨的泄漏,而且還可以將SCR選擇性三元催化器制成很小的體積,整個(gè)
5、SCRi凈化系統(tǒng)的體積比傳統(tǒng)的SCR三元催化器系統(tǒng)減小了25%~30%。由于采用了先進(jìn)的燃燒技術(shù),柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣溫度越來越低,而且越來越多的轎車配備了起步-停車自動(dòng)裝置,從而對催化器快速升溫和煙塵顆粒過濾器連續(xù)過濾帶來不利影響。因此,Emitec公司使用了金屬材料的催化器機(jī)體,可根據(jù)需要進(jìn)行電加熱。SCRi解決方案的其他優(yōu)點(diǎn)包括:能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)和廢氣排放系統(tǒng)的工況連續(xù)地做出直接的反應(yīng),使凈化系統(tǒng)始終與發(fā)動(dòng)機(jī)工況、廢氣排放狀況保持一致。非連續(xù)性的顆粒過濾器再生裝置與這一系統(tǒng)是分開的,它的調(diào)節(jié)相對要付出高昂的代價(jià)。這也是在補(bǔ)充安裝顆粒過濾器時(shí)通常都不安裝可調(diào)節(jié)式系統(tǒng)的原因。Emitec公司的
6、SCRi凈化系統(tǒng)已經(jīng)大批量投放市場。不久前,大眾公司在其生產(chǎn)的共軌噴射柴油機(jī)車輛中補(bǔ)充安裝了Emitec公司的紊流式NOX催化器。不久的將來,SCRi凈化系統(tǒng)將作為車輛補(bǔ)充系統(tǒng)投放市場,并有望成為轎車的標(biāo)準(zhǔn)配置。Emcon凈化技術(shù)公司研發(fā)的廢氣凈化蒸發(fā)器從阿文美馳集團(tuán)獨(dú)立出來的Emcon凈化技術(shù)公司研發(fā)設(shè)計(jì)了一種廢氣凈化蒸發(fā)器,它對傳統(tǒng)的顆粒過濾器的再生有著很好的輔助支持作用,對發(fā)動(dòng)機(jī)在工作點(diǎn)、負(fù)載點(diǎn)的補(bǔ)充噴射有著很好的補(bǔ)充,能夠防止在這些工況下出現(xiàn)混和氣過稀的危險(xiǎn),幫助達(dá)到要求的排氣溫度。這些性能在短距離行駛或市內(nèi)行駛是非常需要的。為此,該系統(tǒng)用一個(gè)小型的泵從普通的燃油油路中取出一點(diǎn)點(diǎn)燃油,
7、噴射到排氣系統(tǒng)中,并用火花塞點(diǎn)燃,在NOX催化器之前再次導(dǎo)入排氣系統(tǒng),以提高廢氣排放溫度。圖3SCRi凈化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和凈化過程據(jù)Emcon公司介紹:當(dāng)車輛配備了下置式顆粒過濾器時(shí),使用廢氣凈化蒸發(fā)器可以節(jié)約大量燃油,與采用發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)提高溫度相比,最多可減少50%的后續(xù)補(bǔ)充噴射燃油。廢氣蒸發(fā)過濾器可以通過發(fā)動(dòng)機(jī)控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)。從2008年起,福特公司的Transit型轎車開始大批量地配備這種廢氣