柴油发动机尾气后处理技术

廖振勇

(广西嘉德机械股份有限公司，广西 玉林 537000)

1研究背景

我国国民经济高速发展，平均下来大城市是每户人家都有一辆小汽车，但是随着汽车的普及，很多问题也迎面而来，交通堵塞固然是一个大问题，更加严峻的是环境污染问题，也就是汽车排放出的尾气对环境的污染问题。机动车相关行业占据着GDP的大头，IT行业都不能与之相比。但是机动车带来的污染严重，因此世界各地区出台了相关法规，各个研究机构也在开展相关的研究。尤其是柴油发动机的尾气排放物，其中含有氮化物，不仅会对环境造成不良影响，对人的身体也存在着极大的危害，所以，处理柴油机尾气问题刻不容缓。

柴油车尾气检测通常是烟度、CO含量、NOx含量、HC含量。一氧化碳还有一氧化氮主要都是因燃烧不完全而产生的，所以柴油车一般发生大部分尾气不达标都是因为烟度(冒黑烟)导致的超标。功率越大，黑烟越大同时烟度超的会越厉害。

汽车的尾气处理分为2类，一类是前处理，具体方法比如，优化点火角，尾气循环，优化压燃比，尾气内外循环，另一类就是本文所阐述的后处理，下文会做出具体的介绍。

2技术概述

2.1DOC

DOC需要用到催化剂，这种催化剂的活性主要是以贵金属(Pt)或者 Pb 为主。从国六标准出炉试行开始，钯价格涨了20倍，铑的价格涨了5倍。90%的铑都被汽车催化剂消耗了，与此同时他们的市场供需关系出现了不平衡。当钯铑再也买不到的时候，国际汽车催化剂体系将面临崩溃。

尽管现在科技更加发达，因为环境问题日益严重，关于尾气排放的法规条款也日益增加，但是这并不意味着DOC技术就被这个时代放弃了，它并不会退出历史舞台，现在它将广泛用于DPF的再生、及De-NOx防还原剂泄漏，因此有着更广泛的应用前景。

2.2DPF

DPF是免维护的，但是对油品质量有一定要求。DPF可以杜绝可见黑烟的排放，其颗粒物排放量甚至比很多涡轮增压的汽油车更低。DPF一般具有自清洁功能，即当排气温度足够高时，被其过滤下来的碳颗粒物会被集中点燃并燃烧消除以达到自清洁的效果。小轿车要达到足够的排气温度基本上都需要开快车，即60 km/h以上的行车速度。连续行驶15 min以上才会有很好的清洁效果。如果DPF已存满颗粒物但车速依旧不够，它就会主动清洁，即启动电热系统并喷射少量的柴油而后主动燃烧以消耗颗粒物，进而达到自清洁的效果。油品不佳会导致传感器失灵，主动清洁功能就会丧失。一旦DPF存满颗粒物，柴油机就会被限制扭矩甚至拒绝启动，此时就需要花钱来维修了，这是早年环保型柴油车油品要求高的根本原因。

2.3SCR

SCR是从后端将99%以上的氮氧化物通过化学反应去除，并产生无害的氮气和水。SCR是相对比较现代化的，也是极其高效的柴油机后处理系统，随着时间的推移，该技术也已经日趋成熟了。SCR系统是奔驰宝马的柴油车能够行驶100 km费4 L油的主要原因。SCR的诸多优势包括对油品没有要求、不产生排气背压和不需要清洁维护等。

现在于处理尾气这一方面较为普及的就是车用尿素。一般因为价格因素(即使车用尿素并不贵，但因为技术问题，相对于普通尿素还是要贵一点)，对车用尿素的功效也不是十分了解，很多驾驶员会选择不用车用尿素，但其实车用尿素很重要。缺少车用尿素对发动机本身来讲虽然说并没有太大的坏处，但是会造成尾气排放超标或者尿素缺少，长时间如此会造成尿素泵的损坏，就需要去更换尿素泵，车用尿素相对于尿素泵来说可以说划算得多，相较之下，还是使用车用尿素吧。有的驾驶员又想出一些主意，想自己添加一下尿素，即便宜的尿素，但是车用尿素的标准是很严格的，并不是所有的尿素都能满足车辆所需，用了不合适的尿素，反而会对后处理系统造成更大的损伤，可谓赔了夫人又折兵，不能因为一点小钱便损失了更大的利益。车用尿素本身科技含量不高，最终的竞争将会是成本竞争和服务竞争。

2.4EGR

EGR技术则利用的是废弃循环系统，主要工作原理利用不充分燃烧，然后利用冷却的废弃空气降低汽缸内的温度，从而造成低氧环境，可以产生不充分燃烧现象，并且还可以减少排放。搭载EGR主要是为了降低油耗。当然它也能降低氮化物排放，但这个效果不是搭载它主要目的。对于目前国内EGR的普及知识没有能让广大的车主或准车主了解，这个是推广EGR技术不恰当的做法之一。

3小结与展望

关于汽车的尾气处理技术，EGR和DPF是站对立面的。EGR使燃料不充分燃烧以降低燃烧室温度，进而减少氮氧化物的产生，但是这会产生大量颗粒物，一部分对外排放形成黑烟，另一部分留在EGR系统内形成积碳，100000km就需要清洗一次。EGR是汽油车和柴油车产生大量积碳的罪魁祸首之一。有SCR后，EGR的工作负担可以大大降低，因此积碳会减少，颗粒物排放量会更低，且由于燃料充分燃烧，所以也更省油。所以SCR是极其伟大的发明。

目前相关研究人员已经研发出了这项技术并成功应用在其自家的科索系列卡车柴油机上。率先应用在重型发动机上是因为重型发动机的排气温度比小轿车的更高，所以SCR能够很轻易地达到最佳的工作温度，一旦SCR进入工作温度，EGR就可以完全关闭，将油耗降到最低，颗粒物排放量也降到最低。

发达国家的尾气处理技术要略早于我国，但伴随着我国科技的进步，一些大城市对老旧车后处理技术进行了改造升级处理，同时汽车尾气处理技术也逐渐步入正轨，相信在不远的未来，可以达到科技与环境共存，友好相处。