重型柴油汽車國六后處理技術路線介紹

張秦君，侯飛躍，任喜洋，頡延萌，史智理

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710000）

1 排氣污染物的形成及危害

內燃機的燃料為碳氫化合物，燃燒時產生的主要有害污染物為：CO、HC、NOx、碳煙PM。發動機轉速很高，混合、燃燒時間極短，出現熄火，未燃產物為HC；發動機起動、大負荷、變工況用濃混合氣，導致不完全燃燒形成CO；燃燒最高溫度1800℃以上，空氣中的氮氣氧化成各種氮的氧化物NOx；柴油機混合的不均勻性，在高溫下缺氧燃料發生裂解、脫氫碳煙顆粒（微粒子）形成PM。

其中，CO 是一種有毒氣體，其毒性在于和人體血紅蛋白親和，生成一氧化碳血紅蛋白，它能阻礙人體血液中氧氣的輸送，引起頭痛，虛脫，神智不清等癥狀和肌肉調節障礙等，致人死亡；有害污染物NOx，絕大部分為NO, 一氧化氮能引起中樞神經麻痹和痙攣。人吸收一氧化氮會迅速氧化成有毒的二氧化氮，有強烈的腐蝕性和毒性；HC 具有明顯的刺激性。它能刺激眼結膜，引起流淚并導致紅眼癥，同時對鼻、咽、喉、器官均有刺激作用，能引起急性喘息癥。；柴油機排出的微粒有不同程度的致癌作用。

2 排放后處理技術

是一種對發動機排出的廢氣進行適當處理已減少廢氣對環境造成的污染的技術。燃油噴射系統主要應用于國二、國三，排放后處理技術針對國三到國六。

2.1 HC、CO 控制技術——催化氧化器（DOC）

圖1

DOC（催化氧化器）原理：載體為通道式的蜂窩結構，在催化用下，徹底氧化廢氣中的HC、CO、NO，生成CO2、H2O、NO2，作為DPF 或POC 中顆粒物的氧化劑，徹底將碳粒氧化為CO2。DOC 主要應用于柴油車的后處理裝置，提供氧化反應所需氧氣，用來降低排氣中的CO 和HC 的排放量。

2.2 降低PM 的后處理技術——顆粒捕集器（DPF）

處理PM 排放最常用的后處理技術——DPF。通常DPF是指壁流式DPF。過流式顆粒捕集器，載體為通道式的蜂窩結構，廢氣不過濾壁時，顆粒物通過吸附作用被攔截在通道壁上。

DPF 能夠實現90%以上的顆粒物捕集，經過DPF 后排氣已經接近環境空氣中的PM 水平。

圖2

2.3 降低NOx 的后處理技術——選擇性催化還原（SCR）

SCR 系統中的重要組成部分是催化劑。當前流行且成熟的催化劑有蜂窩式、波紋狀和平板式等。平板式催化劑一般是以不銹鋼金屬網格為基材，負載上含有活性成份的載體壓制而成；蜂窩式催化劑一般是把載體和活性成分混合物整體擠壓成型。

SCR（選擇性催化還原）原理：

在催化劑（主要成分為重金屬銅、鉑等）的作用下，向廢氣中噴射尿素溶液。尿素溶液會揮發出NH3（氨），將NOX還原為N2。

圖3

3 國六后處理技術路線

3.1 國六后處理技術路線介紹

國六污染物控制技術路線可根據EGR 與SCR 的利用率分為三種：

無EGR/高SCR：進氣節流閥+DOC+DPF+高效SCR。

低/中EGR/SCR：進氣節流閥+VGT+EGR+DOC+ DPF+SCR。

高EGR/無SCR：進氣節流閥+VGT+EGR+DOC+DPF。

3.2 國外典型技術路線

無EGR+高SCR 路線：

代表企業：依維柯、斯堪尼亞、沃爾沃及康明斯。

低/中EGR+高SCR 路線：

代表企業：戴姆勒、斯堪尼亞、沃爾沃、康明斯、曼及達夫。

高EGR/無SCR 路線：

代表企業：萬國。

表1 技術路線對比

3.3 國內典型技術路線

低/中EGR+SCR 路線（主流）：

代表企業：濰柴、玉柴、錫柴。

代表機型：錫柴CA6DL3（8.6L）：EGR+進氣節流閥+DOC+DPF+SCR；

玉柴YC6L（8.424L）：低EGR+DOC+DPF+進氣節氣閥+排氣節氣閥+SCR+AMOX；

玉柴YCK11（10.8L）：EGR+DOC+DPF+SCR；

濰柴WP7（7.47L）：低EGR+DOC+DPF+VGT+進氣節流閥+SCR+ASC。

無EGR+高SCR 路線：

代表企業：濰柴、康明斯；

典型機型：濰柴WP12（11.596L）： DOC+DPF+進氣節氣閥+高效SCR+ASC；

?？礗SF4.5（4.5L）：DOC+DPF+SCR+AMOX。

4 結論與展望

國內重型柴油車國六后處理主要傾向于低/中EGR+SCR的技術路線，但考慮到不同馬力的發動機主要應用市場需求不同，按排量大小會有對應的路線傾向。

隨著國六排放標準的實施，我國環境污染治理工作將有更大進步。