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国四技术路线详解及国外布置方式

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“刚买了国三的拖拉机,可是国家已经开始着手于升级国四了。”农机粉丝们,你们不要觉得这是一句玩笑话,不久的将来在农机领域,我国也要马上由国三升级到国四了。

那么,国三如何升级国四呢?升级国四价格会不会增加呢?其实,农机升级国四,主要涉及布置问题,单纯国四发动机的技术路线已经成熟。而国三升级国四,不同的技术路线增加的成本也不同。

1  两种技术路线

现在市场上有两种后处理技术路线,一种是EGR+DPF/DOC路线,另一种是高压共轨+SCR路线。

EGR+DPF/DOC路线。EGR是尾气再循环处理,DPF是Diesel particular Filter的缩写,为颗粒过滤器。

EGR的工作原理是少部分废气经EGR阀进入进气系统,废气中二氧化碳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,从而降低废气中NOx的含量,同时,PM(固体颗粒)则通过DPF或DOC等后处理方式过滤掉。

DPF系统的架构示意图

DPF技术的优势:DPF对PM颗粒的过滤效率可高达90%以上,未来柴油机要实现欧五和Tier4 final系统,DPF系统是无可替代的。

缺点:DPF对硫的敏感性极为强烈,会硫中毒,要求柴油含硫量低于10ppm,DPF系统复杂,造价高,体积庞大,匹配困难。另外DPF系统需要定期维护,并因再生高温需求,必须具备高温防护设计,否则会引起火灾。

高压共轨+SCR路线。相对于EGR采用废气减少NOx产生的环境,SCR则更多的把功夫放在了后头。首先通过调整喷射软件及其他措施,在发动机汽缸内让其充分燃烧,使本机PM排放达到国四。对于产生的NOx,在车辆的排气系统中加上一套电控尿素喷射系统,通过“选择性催化还原”过程,将废气中NOx转换成氮气和水排出车外。

SCR系统的架构示意图

SCR优势:SCR对NOx的转化效率约70%~90%;不会堵塞,具有良好的燃油经济性;需要的燃油系统喷射压力较低(国内普遍采用1600bar)。

劣势:SCR系统略复杂,造价略高,标定略复杂,而且还需要定期加注尿素。

2  成本变化

成本控制影响,37~130KW,采用EGR+DOC,由于增加DPF及控制传感器,成本预计增加3000-4000;130KW及以上,采用SCR,需增加DOC+DPF及控制传感器,成本预计增加5000~8000元左右。

上述成本增加是针对生产厂家的,实际到消费者手中的话肯定还会更高。

3  国外发动机布置情况

迪尔六缸机在T4阶段采用的EGR+DOC+DPF+SCR的技术路线示意图

迪尔四缸机在T4阶段采用EGR+DOC+DPF的技术路线示意图


纽荷兰及凯斯的产品欧四后处理装置的布置情况

CLAAS产品采用奔驰发动机搭配欧四后处理装置(图中的不锈钢管路)

纽荷兰欧四排放的拖拉机采用SCR技术路线,将后处理装置集成到排气管中,尿素罐(蓝色的加注口)与油箱集中布置在一处

久保田拖拉机采用SCR技术路线,尿素罐也是与加油箱布置在一起

久保田T4标准发动机原理视频(点击图片观看)

乐星拖拉机采用SCR系统,尿素罐与油箱布置在一起


道依茨法尔的欧四拖拉机采用SCR系统

怎么样!跟着小飞学习了不少东西吧!是不是觉得自己很涨姿势,希望大家慢慢消化。小飞在接下来还会源源不断的为大家提供第一手的“农机小百科”,大家要准备好马扎和小本本,抬起头来,认真看“知谷”。

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