技術(shù)原理
城市公交使用的發(fā)動(dòng)機(jī)大部分以天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)(大部分采用稀薄燃燒技術(shù))為主,覆蓋國(guó)三、國(guó)四、國(guó)五排放的發(fā)動(dòng)機(jī),現(xiàn)營(yíng)運(yùn)的天然氣公交車接近一千萬(wàn)輛左右。而天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的有害排放物主要是一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔?HC)和氮氧化物(NOx,NOx中主要是NO,其所占比例大約為95%,其它成分僅占5%)。其中,HC的主要成分為CH4,CH4是的HC化合物,CH4和NOx的偶聯(lián)反應(yīng)比其它HC與NOx的偶聯(lián)反應(yīng)困難,導(dǎo)致NOx的轉(zhuǎn)化難度大;同時(shí)CH4自身被氧化的難度大,且NOx排放較高,是柴油機(jī)裸排的2~3倍。
中自環(huán)??萍脊煞莨煞萦邢薰荆ê?jiǎn)稱“中自公司”)針對(duì)天然氣公交車研發(fā)的尾氣后處理技術(shù)是目前特別有效的降低NOx等排放的技術(shù)。SCR尾氣后處理系統(tǒng)由SCR催化器與尿素噴射控制系統(tǒng)(DCU)組成。DCU通過(guò)CAN總線與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU通訊,獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù),同時(shí)采集SCR催化器溫度,計(jì)算出尿素溶液的噴射量,并控制計(jì)量噴嘴噴射,尿素溶液在排氣管混合區(qū)遇高溫分解成氨氣(NH3)和水,與排氣充分混合后進(jìn)入SCR催化轉(zhuǎn)換器。在SCR催化器作用下NH3和NOX反應(yīng)生成氮?dú)夂退诺酱髿庵?。同時(shí)通過(guò)NOx傳感器信號(hào)采集NOx信息,進(jìn)行OBD功能監(jiān)控。
天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)排溫相對(duì)于柴油機(jī)偏高,通過(guò)實(shí)際道路跟車測(cè)試,公交車在正常運(yùn)行時(shí),催化器溫度基本維持在300℃-400℃,為SCR催化器性能溫度區(qū)間。
改造產(chǎn)品圖
產(chǎn)品類型
中自環(huán)保公司開(kāi)發(fā)的柴油車天然氣公交車SCR尾氣后處理系統(tǒng)包括空氣輔助式SCR尾氣后處理系統(tǒng)和非空氣輔助式SCR尾氣后處理系統(tǒng),并根據(jù)原車車身的不同布局設(shè)計(jì)了不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品
產(chǎn)品的三種結(jié)構(gòu)
一字型結(jié)構(gòu)
該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用,可拆卸適合替代原車底部為圓筒型結(jié)構(gòu)消聲器的卡車或原消聲器在車輛底部呈“一”字布置的車型。
S型結(jié)構(gòu)
該結(jié)構(gòu)較為緊湊,前后兩桶可以并排或不同角度轉(zhuǎn)彎鏈接,可拆卸設(shè)計(jì),原消聲器在側(cè)面布置的車型。
箱式結(jié)構(gòu)
該結(jié)構(gòu)緊湊,非常適用替換大部分柴油卡車上的方形消聲器。由于可以直接取代原車消聲器,所以產(chǎn)品安裝固定可以使用原消聲器固定位置和固定方式,產(chǎn)品安裝便捷牢固。這樣整車結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生任何改變,保障了其安全性。
產(chǎn)品性能參數(shù)
控制策略
中自的控制策略是基于模型的開(kāi)環(huán)控制策略,采用雙氮氧傳感器,增加了前饋控制環(huán)節(jié)。
燃油適應(yīng)性
中自產(chǎn)品能適應(yīng)國(guó)五階段車用柴油(硫含量S≤10ppm)。我公司售前售后人員和說(shuō)明書將重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)必須使用國(guó)4標(biāo)準(zhǔn)以上柴油,即含硫量低于50PPM。如果我公司售后人員對(duì)用戶使用非達(dá)標(biāo)柴油產(chǎn)生質(zhì)疑,可以與客戶協(xié)商在第三方鑒證情況下對(duì),油箱內(nèi)柴油進(jìn)行取樣并送第三方專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行油品鑒定。
本系統(tǒng)使用的催化劑有非常好的抗硫性,能在350ppm的燃油下至少持續(xù)的工作至少200小時(shí)??ㄜ囁緳C(jī)如果是不小心加了不達(dá)標(biāo)油以后,短時(shí)間內(nèi)不會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生不可逆的影響。
即使燃油中的硫含量達(dá)到3500ppm,也做過(guò)實(shí)驗(yàn)。雖然,大約使用20小時(shí)后催化劑還能繼續(xù)工作,但是性能已經(jīng)有明顯減弱。
催化劑抗硫性能的實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)化圖
在切換成國(guó)五柴油,催化劑可以在350℃以上,大約30分鐘以后覆蓋在催化劑上的硫酸鹽會(huì)從催化劑表面除去(SO3&SO4),催化劑也能夠順利的進(jìn)行脫硫再生,性能顯著回升,基本能達(dá)到初始性能狀態(tài)。由此證明,改型催化劑可以限度下承受短時(shí)間內(nèi)一定高含硫量的柴油。
在抽取了100輛柴油車在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn),排氣溫度高于350℃的情況也會(huì)發(fā)生。此外,如果DOC效果下降,CDPF 再生性能也隨之下降,背壓升高帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度升高。我們也可以通過(guò)在維護(hù)保養(yǎng)時(shí),對(duì)后處理系統(tǒng)進(jìn)行加熱再生,限度保證系統(tǒng)的使用壽命不受個(gè)別偶然情況所限制。
產(chǎn)品實(shí)物圖(S型產(chǎn)品實(shí)物圖)
熱管理方案
同:顆粒捕集器DPF