一、柴油機(jī)消耗尿素的機(jī)理說明
1、柴油機(jī)采用SCR技術(shù)滿足國六排放控制要求,尿素是凈化尾氣中NOx污染物必不可少的反應(yīng)劑;
2、尿素耗量的多少主要取決于尾氣中的NOx總量(排氣流量、NOx濃度);
3、NOx是柴油機(jī)尾氣的主要污染物,其生成量受缸內(nèi)氧濃度、燃燒溫度的影響。
4、選擇性催化還原SCR(Selected Catalystic Reduction)技術(shù)原理:
選擇性催化還原NOx,該技術(shù)將濃度為32.5%的尿素水溶液噴入發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣中,尿素水解生成NH3與NOx在SCR催化器內(nèi)反應(yīng)生成N2和H2O。
1、尿素水解反應(yīng):NH2CONH2 + H2O → 2 NH3 + CO2
2、NOx在催化器中的還原反應(yīng)
NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O
4NO + O2 + 4NH3 → 4N2 + 6H2O
2NO2 + O2 + 4NH3 → 3N2 + 6H2O

SCR技術(shù)工作原理示意圖
二、高效柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尿素消耗增加的說明
與采用EGR技術(shù)路線的發(fā)動(dòng)機(jī)相比,采用高效SCR技術(shù)路線的發(fā)動(dòng)機(jī)新鮮進(jìn)氣量增加、缸內(nèi)氧濃度升高,結(jié)合高壓縮比活塞、高爆壓等先進(jìn)燃燒技術(shù)應(yīng)用,柴油燃燒更充分從而降低油耗,更充分的缸內(nèi)燃燒伴隨更高的缸內(nèi)溫度,NOx生成量大幅增加(缸內(nèi)燃燒溫度在約1600℃以上,通常每增加100℃,NOx生成增加1倍),滿足國六排放法規(guī)要求需要消耗更多的尿素處理NOx。因此,高效柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尿素耗升高是先進(jìn)燃燒技術(shù)降低油耗帶來的結(jié)果,屬于正?,F(xiàn)象。
三、 高效柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油尿素綜合使用成本明顯降低
對(duì)于采用SCR技術(shù)路線的柴油機(jī),油耗與尿素耗是一對(duì)矛盾體,油耗降低會(huì)導(dǎo)致尿素耗升高,兩者共同構(gòu)成了柴油機(jī)的日常液耗。國六高效柴油發(fā)動(dòng)機(jī)并非單一指標(biāo)的提升,而是通過對(duì)油耗、尿素耗的耦合優(yōu)化降低其綜合液耗,提升產(chǎn)品競(jìng)爭力。高效柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的尿素消耗雖然增加,但是油耗降低的成本要遠(yuǎn)高于尿素耗增加的成本,日常使用中的綜合液耗成本會(huì)顯著下降。高效柴油發(fā)動(dòng)機(jī)相比EGR技術(shù)路線發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗下降4~7%,燃油尿素綜合成本下降3%~5%。
四、 影響尿素消耗的因素
與發(fā)動(dòng)機(jī)油耗一樣,尿素耗并不是一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)值,受駕駛習(xí)慣、行駛工況等諸多因素影響,尿素消耗是否合理需要結(jié)合具體的影響因素分析才能判斷。常見的尿素耗高、尿素消耗低甚至不消耗等情況分析如下:
(1)導(dǎo)致尿素消耗高的因素
?、亳{駛習(xí)慣:頻繁急加速會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)噴油量驟增,缸內(nèi)燃燒溫度升高造成NOx排放升高,尿素噴射量隨之增加;平穩(wěn)駕駛能讓尿素消耗更穩(wěn)定。
?、谛旭偣r:長期重載、爬坡或高速行駛時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)處于高負(fù)荷狀態(tài),燃燒充分且溫度高,NOx排放量大,尿素消耗自然更高。
?、奂幼⒘淤|(zhì)尿素:劣質(zhì)尿素通常濃度低,催化器反應(yīng)處理相同的NOx需要會(huì)加大尿素噴射量,消耗更多的尿素。
④加注高硫含量的劣質(zhì)柴油造成催化器中毒,導(dǎo)致催化器的轉(zhuǎn)化效率下降,,為滿足排放控制要求,控制系統(tǒng)會(huì)加大尿素噴射量,造成尿素消耗的升高。
?。?)導(dǎo)致尿素消耗低或不消耗的因素
①SCR系統(tǒng)故障:尿素泵、噴嘴、氮氧傳感器故障或者尿素罐濾芯堵塞,導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常噴射尿素,此時(shí)儀表可能會(huì)亮起故障燈,長期不處理會(huì)導(dǎo)致尾氣NOx排放超標(biāo),甚至觸發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)限扭,影響車輛行駛。
?、谳p載/怠速工況:車輛長期怠速、低速行駛或輕載運(yùn)行時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)溫度低、NOx排放總量少,所需消耗的尿素少;當(dāng)溫度低于設(shè)定的限值時(shí),尿素不能完全熱解,就會(huì)停噴尿素。
五、國六柴油機(jī)尿燃比正常水平

六、降低尿素消耗的建議
1、保證良好的車輛維護(hù)與保養(yǎng)
?、賵?jiān)持使用正規(guī)渠道,符合國六標(biāo)準(zhǔn)的柴油和合格的車用尿素溶液;
②定期規(guī)范保養(yǎng),按時(shí)更換機(jī)油、機(jī)油濾清器、柴油濾清器及空氣濾清器等,確保柴油機(jī)處于正常的工作狀態(tài);
?、鄱ㄆ趯?duì)SCR系統(tǒng)的尿素罐、尿素泵等零部件進(jìn)行清洗保養(yǎng)。
2、優(yōu)秀的駕駛習(xí)慣
?、僭隈{駛車輛過程中,盡量降低整車急加速的頻率,控制車輛在平穩(wěn)的狀態(tài)下運(yùn)行;
?、诒苊廛囕v長時(shí)間怠速,怠速工況下燃燒不完全產(chǎn)物堆積在催化劑上,導(dǎo)致催化劑性能下降;
?、蹏?yán)禁車輛超速超載,車輛運(yùn)行在大負(fù)荷工況,發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)排出來的NOx總量增加,尿素消耗相對(duì)增加。
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