國四EGR處理控制系統(tǒng)與各部件功能介紹

1、國IV EGR后處理系統(tǒng)介紹研發(fā)部電氣電控室2015.8.82 國IV典型的排放技術(shù)路線SCR（選擇性催化還原）技術(shù)通過燃油噴射優(yōu)化和噴油提前正時以降低顆粒物（在機內(nèi)減少PM優(yōu)化發(fā)動機功率），在使用SCR技術(shù)降低因燃燒優(yōu)化而產(chǎn)生的Nox排放（在排氣中添加尿素后處理降低NOx）。機內(nèi)高效燃燒去顆粒，尾氣添加尿素降NoxEGR+POC/DPF技術(shù)通過EGR廢氣再循環(huán)技術(shù)降低排氣中的NOx（通過控制燃燒在發(fā)動機內(nèi)減少NOx的產(chǎn)生），再用顆粒捕集器（POC/DPF后處理技術(shù)）捕集因使用EGR策略而增加的顆粒物，從而實現(xiàn)排放的達標(biāo)。機內(nèi)控制燃燒降氮氧，尾氣捕集去顆粒3 EGR技術(shù)原理EGR（廢氣再循環(huán)）

2、= Exhaust +Gas+Recirculation 將排氣中的部分廢氣通過控制導(dǎo)回進氣管中，與進氣管中的氣體混合，然后進入氣缸參加燃燒，能夠有效的降低NOx的排放量。 廢氣中的氧含量很低，含有大量的CO2和水蒸氣，這兩種氣體很穩(wěn)定，接近于惰性氣體，不能燃燒，可吸收大量熱量； 廢氣與新鮮空氣混合，稀釋了新鮮空氣的濃度，使燃燒速度降低；4 系統(tǒng)組成EGR閥（ECU H橋直接驅(qū)動或CAN總線驅(qū)動）EGR冷卻器空氣質(zhì)量流量傳感器壓差傳感器后處理器：DOC+POC/DPF5EGR閥（ECU H橋直接驅(qū)動或CAN總線驅(qū)動）EGR冷卻器MAF傳感器，空氣質(zhì)量傳感器+進氣壓力傳感器壓差傳感器PM凈化器：

3、DOC+POC( DPF)6 EGR閥EGR閥裝在EGR冷卻器下游，用來控制進入進氣系統(tǒng)的廢氣量。目前有兩種形式：通過CAN線驅(qū)動、ECU直接驅(qū)動7CAN驅(qū)動：本身具有控制器，發(fā)動機ECU通過CAN總線發(fā)送EGR閥的開度需求，由EGR控制器驅(qū)動電機調(diào)節(jié)EGR閥的開度，實現(xiàn)對再循環(huán)廢氣的精確控制。ECU直接驅(qū)動： ECU內(nèi)部H橋電路直接驅(qū)動電機，PWM控制，占空比595，并反饋EGR閥的開度，實現(xiàn)對再循環(huán)廢氣的精確控制。8空氣質(zhì)量與流量傳感器（MAF）又稱為空氣質(zhì)量與流量計，它將吸入的空氣流量轉(zhuǎn)換成電信號送至電控單元(ECU），作為決定噴油的基本信號之一。目前我們常用的有熱線式與熱膜式等型式。M

4、AF傳感器要嚴格按照要求裝配，目前多裝在空氣濾清器后和增壓器之前的管路中。9熱線式：通過電流加熱熱線（是一根直徑為70pm的鉑金絲），然后測量該電流的電壓來確認空氣流量的大小，電壓信號隨著空氣流量的變化而變化。10熱膜式：其結(jié)構(gòu)與熱線式基本相同，只是它的發(fā)熱體是熱膜而不是熱線，熱膜由發(fā)熱金屬鉑固定在薄的樹脂膜上制成。這種結(jié)構(gòu)使發(fā)熱體不直接承受空氣流動所產(chǎn)生的作用力，增加了發(fā)熱體的強度，提高了流量計的可靠性。11壓差傳感器（ DPS ）壓差傳感器用于檢測顆粒后處理兩端的壓差，傳感器將壓力差信號送至ECU，ECU根據(jù)該壓力差判斷捕集器中顆粒的積聚程度，當(dāng)壓差過大時，說明后處理器已堵塞，ECU采取措

5、施保護發(fā)動機。顆粒物后處理技術(shù)-DOCDOC(柴油氧化型催化器)=Diesel Oxidation Catalyst氧化排氣中未燃的HC，CO；HC+O2= CO2+H2OCO+O2 = CO2氧化PM中的SOF(可溶有機物)，效率達70%-80%: SOF+O2=CO2+H2O部分氧化PM中的碳顆粒（SOOT）；SOOT+O2=CO2作為SCR催化劑的前級將NO氧化成NO2，增加SCR催化劑的性能；作為POC/DPF催化劑的前級將NO氧化成NO2，提高再生溫度，NO2用來氧化C顆粒；一般以金屬鉑和鈀為催化劑，因此對燃油中的S非常敏感，容易硫中毒；12 EGR后處理器介紹PM凈化技術(shù)13顆粒物

6、后處理技術(shù)-POCPOC(顆粒氧化型催化器)=Particle Oxidation Catalyst機理和效用：碳煙被在DOC中產(chǎn)生的NO2所氧化，必須與DOC搭配使用；前級DOC催化器氧化與柴油機本身缸內(nèi)的燃燒產(chǎn)生NO生成NO2進入POC后， NO2分子鍵在較低溫度（250 左右 ）即可斷裂，產(chǎn)生的氧氣與被捕捉的C顆粒燃燒生成CO2；柴油機大部分的普通形式工況都能滿足POC中的再生溫度（ 250 500 ），從而可有效的去除PM。14顆粒物后處理技術(shù)-POCPOC屬于開放式結(jié)構(gòu)的過濾器，以波紋狀的不銹鋼網(wǎng)膜卷制而成，廢氣可以從整個POC中自由穿過，部分顆粒物被捕捉到金屬網(wǎng)膜的網(wǎng)眼上。POC的

7、優(yōu)點：沒有堵塞的風(fēng)險；完全被動再生，不需要ECU的控制，不需要額外的設(shè)備；裝車尺寸小，易于布置。POC的缺點：需要含硫相對低的燃油；與DPF比轉(zhuǎn)化效率低，能夠捕集50%80%的PM15顆粒物后處理技術(shù)-DPFDPF(柴油機顆粒捕集器)=Diesel Particulate Filter原理：壁流式過濾器，依靠交替封堵載體孔進出口強迫氣流通過多孔壁而實現(xiàn)顆粒的捕集。微粒的轉(zhuǎn)化：16顆粒過濾器是布置在發(fā)動機排氣系統(tǒng)上，利用蜂窩陶瓷載體或高密度金屬絲燒結(jié)氈，不斷改變氣流方向，從而將排氣中的顆粒物截流下來。顆粒過濾器捕捉到一定量的顆粒后，會堵塞排氣通道，造成排氣背壓上升，影響到發(fā)動機性能，需要將捕捉到

8、的顆粒物消除掉，使排氣恢復(fù)通暢，這是就是所謂的再生。再生方式一（主動再生），傳感器測量排氣背壓，當(dāng)背壓上升到一定數(shù)值后，ECU控制專用噴嘴，往排氣管里噴柴油，在排氣管內(nèi)形成燃燒火焰，使DPF內(nèi)部溫度上升到600620度，將捕捉到的顆粒燃燒成CO2排出去。再生方式二（主動再生)，由ECU控制發(fā)動機噴油器，在氣缸燃燒后期噴油，從而使排氣溫度升高，也使DPF內(nèi)部溫度上升到600620度，將捕捉到的顆粒燃燒成CO2排出去。再生方式三(主動再生），在顆粒捕捉器采用電加熱方法形成高溫，將捕捉到的顆粒燃燒成CO2排出去。17再生方式四（被動再生），采用在燃油里加添加劑，降低顆粒燃燒的溫度，使捕捉到的顆粒在發(fā)

9、動機正常工作溫度下即可燃燒成CO2排出去。DPF的再生，是需要消耗燃料或電力的，所以使用的DPF柴油機，經(jīng)濟性較差。燃油中加添加劑的方法目前不成熟，需要用戶在柴油里加添加劑，實際操作中也有困難。DPF對燃油中的硫非常敏感，要求使用小于50ppm的柴油。這是因為燃油中的硫會在高溫下形成硫酸鹽，本身就是一種顆粒，造成顆粒排放升高；其次硫酸鹽附著在載體涂層表面，破壞了涂層，產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，阻礙氣態(tài)催化反應(yīng)，使再生失效，從而引起顆粒物排放超標(biāo)。對于DPF由于主動再生控制復(fù)雜與對油品含硫要求高等問題，目前在國內(nèi)少有應(yīng)用。18PM凈化器的應(yīng)用范圍和主要特點DOC可有效降低HC和CO去除PM中的部分SOF降低PM效率可到1030%POC捕捉顆粒物，通過氧化燃燒被動再生降低PM效率可達30%80%沒有明顯的排氣背壓升高3. DPF需要附加主動再生系統(tǒng)，控制復(fù)雜需避免背壓升高和堵塞危險降低PM效率可達8095%19SCR 與 EGR 技術(shù)路線對比SCREGR發(fā)動機平臺繼承性國III、IV、 V可以采用相同的發(fā)動機平臺發(fā)動機本體結(jié)構(gòu)變化大承受更高的爆發(fā)壓力熱負荷增加，需提升冷卻能力提高氣門、活塞環(huán)等的抗磨能力提高燃油噴射壓力經(jīng)濟性優(yōu)化噴油提前角，燃燒充分，油耗比國III機型可下降