如何实现国四 康明斯排放处理系统介绍

【卡车之家 原创】2013年11月5日，康明斯第十万台排放后处理产品在位于北京亦庄的康明斯排放处理系统（中国）有限公司成功下线。这表示了康明斯致力于为客户提供了更多的绿色选择，支持中国的可持续发展。

● 后处理系统集成能力与经验

随着排放法规的日益严格，国内的眼光也聚焦到了排放后处理技术路线。

欧美等发达国家的排放水平始终走在我国前列，在欧洲柴油机后处理系统多采用SCR路线，而美国则多采用EGR路线。

SCR选择性催化系统先通过调整喷射软件及其它措施，在发动机汽缸内让燃料充分燃烧，降低颗粒物PM排放，然后利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理，最后达到排放标准。

EGR体系中，燃烧后废气经EGR阀进入进气系统，将一部分排气循进气管与新鲜空气混合后进入汽缸燃烧，废气中的CO2可以增加混合气的热容量，降低燃烧时的最高温度，抑制NOx的生成，从而将NOx排放降低到标准要求下，然后再经过颗粒捕捉器或者催化氧化剂将颗粒物PM降低到排放标准。

康明斯排放处理系统在全球有着多个地区的运营机构，拥有专业的系统知识和独特的可靠性，并对整车和发动机的应用有着丰富的经验，可以给客户提供完备的系统解决方案。

系统集成解决方案

● 选择性催化还原器SCR

选择性催化还原器SCR是欧4/欧5/美国2010 主要的后处理解决方案。当共轨系统喷射到燃烧室燃烧后产生的废气进入排气系统，SCR利用尿素喷射系统将尿素水溶液喷入排气系统，在废气流中分解为氨气并在催化剂的作用下与氮氧化物发生反应，使之转化为无害的氮气和水。系统还在尾气排放前用氮氧化物传感器检测尾气是否达到排放标准。由于SCR技术需要更高的发动机燃烧温度，需在催化器前使用温度传感器。

截至2013年7月，该技术方案在康明斯排放处理系统的全球经验与应用为SCR催化还原器为100余万套，累计到车辆行驶公里为700亿公里。其中在2010-2013年(DPF＋SCR)系统中的SCR应用里程为350亿公里。  

SCR尿素喷射系统关键零部件

SCR系统总共包括4大模块：发动机排放控制模块、OBD车载诊断模块、车用尿素喷射模块以及SCR催化器模块。在此列举出尿素喷射系统涉及到SCR系统的一些关键零部件。

EcoFit康明斯尿素喷射系统作为排放处理系统整合和其子系统的设计专家，康明斯排放处理系统推出最新研发成果——EcoFitTM康明斯尿素喷射系统。

这项专利设计是选择性催化还原（SCR）后处理系统的关键部分，用于减少氮氧化物的排放。康明斯为柴油发动机制造厂家提供一流性能和可靠性，以及最低的使用成本。通过为降低安装成本和更好的燃油经济性提供解决方案，使得客户更具竞争力。

1、尿素计量模块

尿素计量模块是在将尿素注入排放处理系统时的一项高精确度的环节。控制模块计算在各种发动机工况下精确的尿素喷射率，以及整车压缩空气系统时的尿素混合空气量。然后将雾化的尿素通过喷嘴注入排放处理系统，与尾气混合后通过催化剂。

2、喷嘴

喷嘴是一个要求高耐久性能的部件，它将雾化的尿素和空气混合物喷射并通过催化剂载体。康明斯喷嘴的独特在尾气气流的中心进行喷射，最大限度的降低尿素结晶的风险。喷嘴大节流面积的设计也提高了其杂质耐受度。

3、排放处理控制模块

排放处理控制模块能将数据链路指令的喷射率转化成尿素供应模块的输入，精确的控制所需要的尿素喷射量。独立的排放处理控制模块也能用于控制发动机或者后处理系统中的其它工程零部件。

● DOC：柴油氧化催化器

柴油氧化催化器DOC主要用于满足欧四和国四整车排放认证的轻型车产品，常作为采用EGR技术的柴油发动机排放处理解决方案。DOC采用氧化催化转化技术降低柴油机排气污染重的CO、HC成份，同时也能去除PM中的一部分SOF（总颗粒可溶性有机成分）成份。

● DPF：柴油颗粒过滤器

为满足欧五排放标准，柴油颗粒过滤器DPF通过表面和内部混合的过滤装置捕捉颗粒的排放，例如扩散沉淀、惯性沉淀或者线性拦截。通过加热再生将颗粒从过滤器中连续或者周期性的移除。柴油颗粒过滤器能有效地控制颗粒物中固体物的排放，效率高于90%。

它应用的碳氢化合物喷射装置实在当DPF中的碳烟颗粒累积到一定程度时，喷射柴油到柴油机排气系统之中（DOC/DPF之前）。

喷射的柴油或其裂解的碳氢化合物之后将在DOC中与废气中的NO发生化学反应，产生NO2和热量，这些产物将与DPF中的碳烟颗粒发生反应，从而完成DPF的再生。碳氢化合物喷射装置的主要部件是碳氢化合物喷嘴，柴油通道控制阀和空气通道控制阀。

截至2013年7月，该技术方案在康明斯排放处理系统的全球经验与应用的DPF过滤器为100万套，累计到车辆行驶公里为1000亿公里；其中在2010-2013年(DPF＋SCR)系统中的SCR应用里程为350亿公里。  

● PFC：部分流颗粒过滤器

部分流颗粒过滤器PFC也可以作为欧四标准的后处理解决方案。PFC通过表面和内部混合的过滤装置捕捉部分颗粒物的排放，例如扩散沉淀、惯性沉淀或者线性拦截。通过被动再生将所收集的颗粒从过滤器中移除，能有效减少50%-60%的颗粒物。

不同于市场上出现较久的SCR与DPF技术，该PFC技术方案在康明斯排放处理系统尚处于市场验证阶段，已完成关键轻型发动机的匹配认证。

● DPF＋SCR集成系统

为满足欧6或美国2010排放法规，后处理系统将会更加复杂，需要将氧化催化器（DOC）、柴油颗粒过滤器（DPF）、选择性催化还原器（SCR）等集成为一体来控制排放。

通过将DOC/DPF和SCR组合，其被动再生和主动再生能对氧化和清洁过滤器产生更多控制，从而移除超过90%的颗粒物。经过后系统优化以及与发动机匹配，DOC/DPF＋SCR后处理系统将颗粒物和氮氧化物同时进行有效处理并大幅度降低，进而达到满足欧6和美国2010排放标准要求。

截至2013年7月，DPF＋SCR集成系统技术方案在康明斯排放处理系统的全球经验与应用中的应用里程为350亿公里。

关于柴油机到后处理一体化的系统集成

随着排放法规的日益严格和人们对后处理排放产品的了解，客户期望其商用车辆能采用运行可靠、产品性能和燃油经济性俱佳的系统。而康明斯价格全球经验应用到中国，可提供成熟的排放处理解决方案，为客户提供更多的绿色选择。

● 选择康明斯排放处理系统（CES）优势

1、康明斯排放处理系统 (CES) 拥有发动机、控制系统和后处理系统的集成经验。

2、康明斯排放处理系统可与发动机系统的完美匹配。

3、可以实现发动机与后处理系统的控制器集成。

4、康明斯具有强大的零部件创新和设计能力。

● 零部件的控制知识

1、掌握了喷射器（HC和DEF）核心技术和生产能力。

2、具有催化器性能研究与系统集成能力。

3、具有传感器性能研究与系统集成。

4、具备后处理控制器开发和产品能力。

● 本土化制造商

1、本地化设计和开发领域的充分投资。

2、可以快速响应客户及市场需求。

3、与其他厂商通过协作实现采购规模。

4、专为中国市场设计低成本产品。

在自身研发、生产优势遥遥领先的同时，康明斯后处理等关键零部件产品和技术可以做到不局限于应用在康明斯发动机领域，还可以应用于中国其他发动机和整车厂商，进一步支持中国可持续发展。

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