废气循环就够? 粗说不加尿素的后处理

河南中捷汽车贸易有限责任公司发布时间：2017-06-11 12:23:11

【卡车之家原创】为了控制排放污染物，国四阶段以后的车型无一例外装备了后处理系统。关于后处理技术，国四、国五阶段不外乎两种技术，一种加尿素，一种不加尿素，我们今天就来说说不加尿素的这种后处理。

后处理的作用是控制排放污染物的，而国四、国五排放标准迫切需要干掉的两种排放污染物就是PM和NOx，也就是黑烟和氮氧化物，所有的后处理都是以消灭这两种东西为目标而生的。

加尿素的后处理系统，进气量大于燃油燃烧所需要的空气总量，提高燃烧温度和较大的点火提前角，将黑烟从源头遏制；然而过高的爆压和燃烧温度生成了大量的NOx氮氧化物，发动机这边就不用管了，把消灭氮氧化物的任务全权交给SCR系统就完了。那么不烧尿素的后处理系统是如何把这两种污染物消灭的呢？我们从同开始说。

前面已经说过，过量的氧气和高温高压是生成氮氧化物的主要原因，氧气量少，温度低就会大大减少氮氧化物的生产，卡友们该说了，柴油机喷油量多，进气少，那不冒黑烟么？肯定冒啊，为了控制住氮氧化物的生成，冒烟就冒烟吧，冒出来再说。

于是乎，不加尿素的国四/国五柴油机增加了洋名叫做EGR的废气再循环系统，它把排放出的废气，经过散热器冷却以后，送回汽缸里充数。废气中的含氧量低，温室气体二氧化碳含量高，在燃烧的过程中不仅冲淡了汽缸里的含氧量，还能通过二氧化碳吸收热量，降低燃烧温度，氮氧化物在这种条件下大大减少，处理污染物第一步已经完成。

燃烧温度低，爆压低，燃烧不充分一定是会对动力产生影响的，所以国四/国五发动机废气再循环并不是时刻都在进行的，通过EGR阀的开启时间和开启升程，实现废气何时进、进多少的控制。比如怠速工况，温度不高不至于生成大量氮氧化物，此时EGR是不工作的，全负荷（地板油）工况下，为了不影响动力输出，EGR也是关闭的。

EGR控制住了氮氧化物数量，但是温度低，缺氧的工况下生成的其他污染物谁来管呢，这里面不仅有一氧化碳，还有一种碳氢化合物HC，排气管最前面一节的DOC该上场了。DOC的作用类似汽油车的三元催化器，它通过载体上的催化剂涂层，把HC和CO转化成H2O和CO2这样的无害物质，同时把残存的氧化氮NO氧化成二氧化氮NO2后面要用到。

DOC工作原理

尾气经过这个DOC的时候进行的反应是放热的，后面还会继续用这个热量。

排气管的中节洋名字叫POC，中文名颗粒物催化氧化器，我们可以把它看作是一个由刷锅球制成的滤芯，黑烟经过它的时候，颗粒被拦截在上面。这个时候前段过来残存的NO2就派上用场了，在POC表面贵金属涂层的催化、DOC提高排气温度的条件下（250-500℃），NO2的强氧化性烧掉了捕捉在载体上的碳烟颗粒，生成NO和CO2。EGR车型适当拉拉高速，让发动机全负荷运转一会儿，对后处理再生是有好处的。POC捕捉碳烟颗粒的效率其实并不高，只能将黑烟的排放量控制在国四标准以内。

国五车型的排气管第二段叫DPF，它的作用和POC一样，也是为了消灭掉黑烟颗粒，但是它的效率更高，也就更容易被堵塞，所以DPF需要有一个再生功能，利用电加热或者向排气管前段喷射柴油提高排气温度，烧掉碳烟颗粒。虽然碳烟颗粒可以通过再生除掉，但是机油蒸汽燃烧生成的无机盐就无能为了了，所以国五/国六带DPF后处理系统的柴油机需要使用低灰分机油。

相对于只要控制氮氧化物的SCR技术路线来说，EGR路线后处理系统中的三个部分除了各司其职，还要相互配合，才可以将污染物控制在法规限制的水平。