SCR系統在重型載貨汽車中的應用

SCR系統在高催化效率下的正常運行是柴油機滿足排放法規的關鍵因素。SCR系統該系統具有結構簡單、性能優越等特點，能夠從根本上解決我國中重型載貨汽車尾氣排放問題，對保護環境起到積極重要的作用。

隨著空氣質量的惡化，陰霾天氣現象增多，危害越來越重，而影響空氣質量的主要原因之一則為汽車尾氣。為解決環境及能源問題，國Ⅳ排放法規在國內開始逐步實施，節能減排已成為車輛技術革新的熱點。在重型車面對日益嚴格的排放法規應對策略中， SCR技術路線表現出較好的經濟性、排放法規繼承性并保持了良好的車輛動力性，且對燃料中硫的含量不敏感等諸多優點，適合我國現階段的基本國情。

中國重型載貨汽車排放路線

出于對國內柴油品質的擔憂，重型載貨汽車發動機制造商都選擇了SCR技術路線，以應對高含硫的柴油。目前，所有重型載貨汽車制造商均已完成SCR路線的整車排氣后處理系統，紛紛進入批量生產階段（中國重型載貨汽車排放路線見圖1）。

SCR系統結構及工作原理

SCR系統包括：尿素控制單元、尿素箱總成、尿素噴射裝置、電器連接裝置、SCR催化轉化器以及溫度和排氣傳感器等。SCR系統結構如圖2所示。

SCR系統的基本工作原理是：尾氣從渦輪出來后進入排氣管，在排氣管上安裝有尿素噴射裝置，噴入尿素水溶液，尿素和水在排氣管中進行熱分解反應，產生還原劑NH3，NH3與發動機尾氣中的NOx在由TiO2、WO3和V2O5等材料組成的蜂窩狀催化轉換器中反應，生成N2和H2O。一般情況下，消耗100 L燃油的同時會消耗5 L液體尿素水溶液。在SCR中發生的化學反應如下：

尿素水解：（NH2）2 CO + H2O → 2NH3 + CO2
NOx還原：NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O
NH3氧化：4NH3＋3O2→2N2＋6H2O

中國重汽SCR裝置

尿素箱總成是容納尿素的裝置，采用線性低密度聚乙烯材料制造，具有堅實可靠、耐腐蝕性強，結構簡單及使用方便等特點，具有加注、放液和平衡壓力等功能。我公司的尿素箱外形如圖3所示。

在尿素箱總成中安裝有尿素液位傳感器，該裝置可有效避免車輛在缺少尿素的環境下使用，從而降低危險的發生，保證SCR系統的正常運轉。尿素箱液位傳感器采用干簧管原理，它是利用磁鐵產生的磁場控制干簧管通斷的原理，將被測液位的變化轉化成電阻電壓信號輸出，然后與二次儀表相連接，達到檢測油箱液位高度的目的。干簧管液位傳感器具有使用壽命長、安裝維護簡便、動作安全可靠和無火花等特點，廣泛用于油箱液位和發電機組液位檢測中。液位傳感器結構如圖4所示。

噴射裝置是把尿素溶液送入排氣管的裝置，其在管內以居中位置，便于噴出的尿素與排氣充分混合，而且噴嘴放在最不容易受到損壞的地方。其安裝位置如圖5所示。

尿素泵是后處理系統中提供尿素噴射動力的裝置，其安裝位置振動加速度需小于6g，安裝平面度要求在0.5mm以內，且要安裝在雨水飛濺和泥污較少的位置，以防對電器接頭和液體接頭造成損壞。

SCR催化轉化器（見圖6，也成為“SCR消聲器”）是一個整體式的催化和消聲裝置，裝在一個密封的不銹鋼外殼中。在箱體內有三個串聯、獨立的單元，分別是氨擴散器、催化器和消聲裝置。首先尿素水解產生的NH3與發動機尾氣形成的混合氣體由排氣管導入至氨擴散器內，擴散器將混合氣體均勻的噴灑至B腔，再由B、C腔間隔板孔進入到C腔，C腔的混合氣體從催化器右側進入均勻分散在催化器表面，催化器促進NOx轉換，轉換后混合氣體進入A腔即消聲裝置中以消除排氣系統的噪聲，最后從出氣管排出。

結束語

目前國內尿素產量有限，也沒有專門提供尿素的站點，所有尿素必須通過貨車生產企業的經銷商店獲取。此外，現階段國內的柴油品質普遍含硫量過高，也對重型國Ⅳ排放標準施行產生不利影響。但從環保角度來看，中重型載貨汽車確實已經成為影響整個汽車產業節能減排的重要因素。隨著大眾環保意識的增強以及排放法規的日趨嚴格，相信SCR系統技術很快會得到推廣應用。(end)