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【“特京五”】你的汽车尾气达标了吗?

发布者:DTS   发布时间:2017年11月02日


【新型柴油车污染排放或优于汽油车】日前,一项由六国研究员通力合作完成的研究显示,现在新型的柴油驱动轿车在空气污染物排放方面要比汽油驱动的轿车性能更加优越。这项有蒙特利尔大学牵头的项目证实了,现在柴油比以前更加清洁了,并且柴油车也必须按照要求加装柴油颗粒过滤器(DPF),大大降低了其排放的污染,因此优于汽油车排放的污染。




“特京五”排放标准,可以有城市特色的技术方案吗?   

    为满足“特京五”城市公交柴油车,SCR国五柴油车选择加装DPF。然而,满足“特京五”的SCR公交柴油车,在低速行驶的燃油耗已无竞争优势(与EGR柴油车相比)。特别在北京的冬天,SCR公交柴油车低速行驶的氮氧化物排放物降低的实际效果并不理想。

     EGR技术是轻型柴油车降低氮氧化物排放物的标配。利用EGR技术,轻型柴油车在常用工况2bar@2000RPM运行时,其氮氧化物可降至0.4g/kW.h(重型欧六限值)而燃油耗控制在可接受的范围内。

     SCR重型欧五柴油车与EGR重型欧五柴油机在高负荷燃油效率上,具有竞争优势。

 D-EGR是指内燃机的部分气缸(或部分排气道)废气经EGR冷却器直接进入进气管,其优点简述如下:

1. D-EGR拥有足够的EGR率来满足“特京五”排放标准

2. D-EGR确保柴油车在城市实际驾中(即使冬天),NOx监测小于5g/kW.h

3. D-EGR的EGR率控制与增压系统的增压压力建立无耦合关系

4. D-EGR能够降低EGR对柴油机功率的影响、减少燃油耗的上升 

5. D-EGR大幅简化氮氧化物标定工作,包括OBD标定

6. D-EGR可使DPF主动再生策略简化:怠速再生

7. D-EGR可同时使3.5吨国五轻型车满足“特京五”

8. D-EGR加SCR,轻松升级至欧六重型柴油机标准

9. D-EGR使机械泵柴油机达非道路国三(后续讨论)

10. 无SCR的D-EGR柴油机非道路国四技术(后续探讨)

11. D-EGR为柴油机实现低温燃烧,提供必要前提(后续探讨)

12. D-EGR帮助日本MAZDA SKYACTIV-D从欧6b升级至欧6c(后续讨论)

“D-EGR+DPF”的“特京五”技术方案,史上对城市环境最友好的公交柴油车技术方案。

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DTS柴油颗粒过滤器(DPF)再生:


1  柴油颗粒过滤器(DPF)工作原理


   如图1所示,柴油颗粒过滤器(DPF)是安装在柴油车排气系统中,通过过滤来降低排气中颗粒物(PM)的装置。DPF通过表面和内部混合的过滤装置捕捉颗粒,例如扩散沉淀、惯性沉淀或者线性拦截,能够有效地净化排气中70%~90%的颗粒,是净化柴油机颗粒物最有效、最直接的方法之一,已在国际上实现了商品化。为满足欧Ⅵ或美国2010排放法规,柴油机排气后处理系统将会更加复杂,需要将柴油氧化催化器(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柴油机排放(图2)。

  柴油颗粒过滤器(DPF)主要有颗粒过滤器空、颗粒过滤器满和颗粒过滤器还原等3个工作过程。在颗粒过滤器空的工作状态下,由于DPF内部没有任何存量的颗粒堵塞,废气流动阻力非常低,不会影响发动机的正常工作(如油耗、动力)等。随着炭烟颗粒的不断生成,DPF内部捕集到的炭烟颗粒逐渐增多,导致废气排气阻力升高,发动机的油耗和动力受到排气背压的增加而影响。发动机控制单元通过废气压力传感器监测DPF内部的压力,当发动机控制单元监测到DPF内部压力达到一定值时,废气便很难排出,极大地限制了发动机的动力性和燃油经济性,此时发动机控制单元控制自行进行炭烟颗粒的清洁还原工作,将集聚在DPF内部的炭烟颗粒通过高温燃烧掉,实现DPF的再生。


2  柴油颗粒过滤器(DPF)的再生


   再生原理:柴油颗粒过滤器(DPF)对炭烟颗粒的过滤效率较高,可达到70%~90%。在过滤中,颗粒物集聚在颗粒过滤器内会导致柴油机排气背压升高,当排气背压达到16 kPa~20 kPa时,柴油机性能开始恶化,因此必须定期地除去颗粒,使颗粒过滤器恢复到原来的工作状态,即再生。 

  通过CDPF的结构图(图2),能看出DPF前端是DOC氧化催化器,它的主要用途是把排气中未燃烧完全的燃油和一氧化碳催化燃烧,减少污染。后端就是柴油颗粒过滤器DPF,DPF里的积碳完全燃烧温度要控制在600度左右,但柴油机排气温度远远达不到这个温度,这时DOC就介入工作, DPF再生时,通过利用DTS诊断仪对ECU进行变更供油策略,发动机在正常喷油燃烧后,会再喷一次柴油,这些柴油大部分会随排气进入DOC燃烧,把温度提升到600度,这样后边的DPF就会烧掉积碳。

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