SCR系统结构（博世DeNOx2.2系统）
1 控制单元
DeNOx2.2系统将 控制单元集成到ECU 中，降低了成本， 也 避 免 了 DeNOx2.2 系 统 中 因 DCU 与 ECU CAN通讯中断而导致 系统无法工作的可 能。
发动机和车辆 功能传感器
发动机和车辆 功能
发动机和车辆功 能执行器
尿素液位传感器 尿素箱温度传感器 尿素泵压力传感器
尿素箱过滤不充分引起的后果
图2 尿素泵主滤芯过滤到的尿素溶液中的杂质
过滤要求
潍柴国Ⅳ柴油机SCR技术匹配应用介绍
存在的常见问题汇总及解决措施
尿素箱加注口的污染
图3 尿素箱加注口附近的杂质
潍柴国Ⅳ柴油机SCR技术匹配应用介绍
存在的常见问题汇总及解决措施
尿素喷嘴附近
图4 喷嘴周围的污染物
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5 [g/(kW·h)]
0.04
0.08
国Ⅲ (2007)
0.12
国Ⅳ (2010 ?)
0.16 国Ⅴ (2012 ?)
0.20
中国
重型柴油机排放法规及主要技术路线
柴油机排放污染物的控制技术
• 机内净化技术
（1）燃烧室的优化和改进 （2）电子控制燃油喷射技术 （3）增压技术 （4）多气门技术
• 机外控制技术
过滤体对燃油硫含量比较敏感 油耗比国Ⅲ机型略有升高 DPF为防止堵塞需要再生 不需要基础建设
¾ 排放法规及当前达国Ⅳ排放的主要技术路线 ¾ 尿素SCR技术工作原理与组成 ¾ 潍柴SCR后处理系统应用介绍 ¾ 潍柴SCR技术应用研究工作思路和规划
尿素SCR技术工作原理与组成
SCR技术的反应原理
尿素水解为氨气：（尿素喷射系统） (NH2)2CO + H2O → 2NH3 + CO2 (要求温度200℃以上)
液，DIN70070标准）
加注口
传感器
通气口
放尿素塞
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SCR系统尿素存储单元（尿素箱）
5 尿素箱总成 尿素箱液位温度传感器：
能够监测尿素溶液温度 能够通过发动机热水对尿素溶液加热 能够监测液位高度，满液位和零液位、空罐时向ECU发出报
警信号
4针插接件
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潍柴国Ⅳ柴油机SCR技术匹配应用介绍
规划
¾ 近期工作思路和规划 ¾ 中、长期工作思路和规划
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近期工作思路和规划
¾ 与主机厂和供应商积极沟通和交流，寻找和解 决系统匹配过程中存在的问题，完善SCR系统的 匹配应用
¾ 消化吸收博世SCR技术文件，形成企业应用规范
¾ 搭建SCR后处理系统评价和测试实验台，独立于 发动机加强催化剂、尿素解冻、尿素泵和喷嘴 等关键环节的研究
• 尿素的清洁度和过滤 • 喷嘴座的布置位置和焊接角度 • 排气管的形状和走向 • SCR催化器的结构形式 • 各关键部件的相对位置 • 线束和尿素管路的固定、走向布置
可靠性问题 规范性问题（管径和SCR催化器尺寸、考核办法、技术要求等方面）
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存在的常见问题汇总及解决措施
潍柴国Ⅳ柴油机SCR技术匹配应用介绍
23
8 7
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SCR系统尿素喷射单元（尿素喷嘴）
3 尿素喷嘴
DeNOx2.0系统尿素喷射单元
DeNOx2.2系统尿素喷射单元
压力管接头
回流管接头
尿素管接头
喷射阀电子接头
冷却水管接头
冷却器体
隔热板
喷射阀电子接头
DeNOx2.2系统喷嘴靠发动机冷却水冷却，冷却比较可靠；DeNOx2.0系
潍柴技术路线的选择
9 SCR可以通过优化燃烧降低燃油消耗 9 SCR技术对硫不敏感 9 SCR技术国Ⅳ、国Ⅴ发动机平台继承性强 9 还原剂尿素产品易于获得 9 SCR技术具有明确的发展方向
鉴于SCR技术的优势，并考虑我国实际情况，潍柴选用SCR技术作为 实现国Ⅳ、国Ⅴ排放的主要技术路线。
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SCR后处理反应：（SCR催化转化器） NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2O 4NO + O2 + 4NH3 → 4N2 + 6H2O 2NO2 + O2 + 4NH3 → 3N2 + 6H2O
尿素SCR技术工作原理与组成
选择性催化还原技术 - SCR
SCR系统组成
¾ 尿素控制单元 ¾ 尿素泵 ¾ 尿素喷嘴 ¾ 排气连接管 ¾ 尿素箱总成 ¾ 尿素液力管路 ¾ 电气连接 ¾ SCR催化转化器 ¾ 传感器 ¾ …………
重型柴油机排放法规及主要技术路线
重型柴油机排放法规的发展
美国 US 2010 US 2007
54
3
JP 2005
JP 2008
日本
PM US 2004
2
1
JP 2003
[g/(kW·h)]
欧洲
0.16
EU5 (2008)
0.12
0.08
EU3 (2000)
EU4 (2005)
0.04
NOx
12
3
4
PM -g/kW·h
0.10 0.08 0.06
With EGR
Without EGR
高压喷射 + EGR + DPF 超高压喷射 + EGR + DPF 超高压喷射 + 优化燃烧 + SCR
0.04
0.02 0 EU 6 0
EU 5
EU 4
EU 3
2.0
4.0
6.0
NOx -g/kW·h
¾ 通过多方渠道，了解其它发动机厂的应用和研 究情况
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近期工作思路和规划——解决问题
目前主机厂和潍柴之间的问题主要集中在以下几个方面： ¾ 缺件（主要是博世的ECU、尿素泵和喷嘴） ¾ 尿素泵、喷嘴的安装位置和要求 ¾ 排气管路的布置和设计要求 ¾ 线束和管路的走向及固定要求 ¾ 接插件型号和供货状态 ¾ SCR催化转化器的布置和设计要求 ¾ 尿素箱的解冻和清洁度 ¾ 功能标定、故障和OBD
8.0
10.0
From SAE 2003-01-3244
重型柴油机排放法规及主要技术路线
SCR技术和DPF技术的对比
SCR
EGR + DPF
国Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ可以采用相同的发动机平台 发动机本体变化较大，需要较大的中冷器空间
催化剂对燃油硫含量不敏感 油耗比国Ⅲ机型可下降约5~7% 需要控制氨泄漏，以防造成二次污染 需要尿素加注站等基础建设 需要解决低温下尿素结晶问题
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SCR系统尿素供给单元（尿素泵）
2 尿素泵
1. INLET：从尿素箱至尿素泵
2. BACKFLOW OUTLET：从尿素 泵至尿素箱
3. OUTLET：从尿素泵至尿素喷嘴 4
4. 压力补偿单元
5. 线束固定孔
5
6. 电器接口 6
7. 尿素过滤器
8. 固定螺栓孔
1
存在的常见问题汇总及解决措施
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存在的常见问题汇总及解决措施
潍柴国Ⅳ柴油机SCR技术匹配应用介绍
存在的常见问题汇总及解决措施
问题和不足：
¾ 线束没有进行固定， 第一个固定点距离不 符合要求；
¾ 加热管的固定点的选 取不符合要求。
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DeNOx2.2系统尿素供给单元 电气接口
电气接口
DCU
压力补偿
至尿素喷嘴
自尿素箱
DCU通过CAN线与ECU通讯，控制尿素 的喷射时间和喷射量
喷射频率4Hz 具有自动倒吸功能 系统压力为5bar（相对）
至喷嘴
至尿素箱
自尿素箱
系统压力：9bar（相对） 泵单元解冻时间：<30min/-25度 喷射频率：1Hz 倒吸时间：<90s
统依靠尿素冷却，需要保证尿素箱内至少有5%的尿素液位，而且在系统不 能正常工作或喷嘴因尿素结晶而堵塞时，容易造成喷嘴的烧坏。
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SCR系统尿素喷射单元（尿素喷嘴）
3 尿素喷嘴
尿素喷射单元（DM） 喷雾示意图
DeNOx2.0系统的喷雾中心线和喷嘴中心线 存在一个22º的夹角，在排气管上进行座孔 焊接时要严格按照设计要求。
驱 动
上游温度传感器
环境温度传感器
喷射策略 喷射控制
尿素喷射阀 驱 尿素泵电源线与地线 动 泵的控制
反转阀 尿素箱加热阀 泵加热及管路加热
CAN油机SCR技术匹配应用介绍
SCR系统尿素供给单元（尿素泵）
2 尿素泵
DeNOx2.0系统尿素供给与控制单元
DeNOx2.2系统的喷雾 中心线和喷嘴中心线在 同一直线上，对安装角 度的要求减弱。
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SCR系统尿素存储单元（尿素箱）
5 尿素箱总成
型号：KRN-35 规格：200×560×588 容积：35L 组成：尿素箱、温度传感器、液
位传感器、加热装置 尿素：Ad-Blue（32.5%尿素水溶
¾ 颗粒物的过滤净化技术
（1）氧化催化技术 （2）连续再生捕集技术 （3）颗粒物的捕集技术
¾ 氮氧化物的净化技术
（1）等离子体辅助催化还原NOx技术 （2）稀混合气NOx捕集技术 （3）选择性催化还原技术