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尿素喷得多 原因知多少

尿素喷得多 原因知多少 科力昂车用尿素
2016-08-05
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导读:NH3与排放的NOx根据化学平衡,按照既定的化学配比进行反应。尿素的消耗量大概是油的5%-6%,具体量还跟油品、发动机型号,尿素喷射系统,催化系统,传感系统以及NOx的排放标准等等有关。尿素喷得多,原

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       由上图SCR的工作原理可得,NH3与排放的NOx根据化学平衡,按照既定的化学配比进行反应。NH3对应尿素溶液,NOx对应油耗量,即正常情况下,尿素与油按既定的比例进行消耗,尿素的消耗量大概是油的5%-6%,具体量还跟发动机型号、车况以及NOx转化率有关。有卡友反应,他们的尿素溶液喷得多,消耗量高出油耗5%-6%的比例范围。“尿素喷得多,原因知多少”,为您一一揭晓。





① NOx 排放的差异


       柴油发动机与汽油发动机的不同。汽油发动机油气均匀混合入气缸,然后用火花塞点燃油气混合物。为了防止气体在活塞行进至上止点(top dead center)点火之前就直接压燃了,它的压缩比就不能很高。压缩比小,就直接导致了热效率低。而柴油机的压缩比可以很大,因为柴油机是先压缩空气,然后在上止点附近直接喷油,油喷进去在高温下直接燃烧。可问题是由于油气不均匀混合,产生的颗粒物(PM)就比汽油机多很多,压缩比大也导致燃烧温度高,也会增加NOx的生成。 NOx的生成条件主要是高温富氧。

       NOx在气缸内的形成主要有三种原理,第一种thermal NOx也是最主要的形成机理,就是高温下氮气氧气反应形成,反应速率与温度指数形式正相关。第二种是promote NOx,是油在燃烧过程中产生的中间产物例如CH成为了NOx形成的催化剂。也是生物柴油biodiesel会增加NOx的主要原理。第三种是fuel NOx,就是由于油中含氮元素,导致NOx的形成。如果您选用的是正规渠道的柴油,一般成份并没有太大区别,不会引起后两部分部分造成的差别。


不同品牌发动机的发动机参数会略有不同,压缩比,腔内温度等,这会导致thermal NOx产生量的不同。另外油品(含硫量、含氮量等)的差异也会导致NOx产生量的不同。但是整体波动不大,一般NOx的产生量跟油耗正相关。



②尿素泵的问题


SCR尿素喷射系统


尿素喷射量对NOx转化率的影响


SCR是一个精密运行系统,尿素喷射系统的种类,参数设置都会影响到后续的选择性催化还原反应,影响NOx的转化效率,进而影响尿素的消耗量。


喷嘴安装角度,喷嘴个数及类型,喷嘴离催化剂的距离,喷射量,喷射压力等因素会影响还原剂(Adblue溶液)喷射的量以及喷射的均匀性及液滴的分布,进而影响还原剂与NOx和催化剂的接触,从而影响转化效率。






◆当喷嘴安装角度,喷嘴离催化剂的距离,喷射量,喷射压力等参数偏离最优设置值,尿素喷射的均匀性及液滴的分布都会受到影响;另外不溶杂质和尿素结晶堵塞喷嘴,会使尿素的喷射量及均匀性下降;这些原因都导致尿素尿素消耗量高于正常值。所以提醒广大卡友,需要定期对尿素喷射系统做维护保养。


③催化体系的影响

3-1 催化剂类型及参数的影响


催化剂的组成和表面结构都会导致 NOx的转化效率的不同,分子筛或类分子筛式介孔材料具有更大的比表面积,具有更大的催化接触面积和催化活性。



前面也提到过尿素喷射量、喷射的均匀性都会影响到催化剂与反应活性物质的接触进而影响转化效率。



另外催化剂的不同封装形式也会对催化效率产生影响。


3-2 尿素质量的影响

          首先最直观的影响体现在浓度上,国标规定车用尿素浓度应该介于0.318-0.332之间,浓度过低导致反应活性物质不够,需要多喷尿素,浓度过高则容易出现逸氨,且凝固点变高,影响系统运行。     

      SCR 催化剂是SCR 还原技术的核心,因此催化剂的活性对提高整个SCR 系统的转化效率至关重要。钙、铁、铜、钾等金属离子可以使Urea- SCR 系统的V2O5/WO3- TiO2 催化剂(以钒系催化剂为例,其它体系的催化剂类似)中毒失活,降低了NOx 的转化率。


钾元素的影响最为突出,其存在使催化剂失活,导致氮氧化物消减率(DeNOx)下降至10%以下。不同元素对催化剂失活的影响效果,钾>钙>镁>锌>磷。


      另外磷酸盐,缩二脲,醛类等其它物质也会是催化剂活性降低甚至失活,不溶物超标则会导致尿素喷嘴堵塞,影响催化效率。这些杂质对催化剂的影响是一般循序渐进的,当然也催化剂存在一次性中毒失活的极端情况,催化剂活性降低甚至失活,进而导致ECU不停的指示喷尿素,以使尾气达标,导致尿素消耗量增加。

      所以小科再次温馨提醒广大卡友,一定要选用符合国家标准的优质车用尿素。




NOx传感器的影响

4-1 不同排放标准的影响


NOx传感器在车上是检测尾气中NOx浓度的,相当于门神,首先按照标准设定好一个值,NOx浓度低于该值才能进行排放,高于设定值则反馈给ECU,再喷尿素进行处理,直到达标。

越来越严格的排放标准对NOx做了越来越严格的要求,国五相对于国四,排放的阈值进一步变低,相当于同样情况下,国五的车辆需要处理更多的NOx才能达到排放标准,需要消耗更多的标准。所以可以预见,国六需要更多的还原剂来处理NOx。


4-2 NOx传感器读数偏差

NOx传感器在车上是检测尾气中NO浓度的,NOx传感器读值的高低对尿素喷射量影响很大。车正常行驶,排出尾气,当NOx读值稍微偏高,这个时候NOx传感器会反馈给ECU的信号;ECU会把这个问题汇总再给尿素泵信号,让尿素泵功率加大,从而多喷尿素,中和尾气后还会有部分尿素流失,虽然尿素喷的多,但NOx传感器读值却显示到正常范围内;继而烧尿素比较多。



尿素喷得多 原因知多少


  1. 柴油发动机类型和参数的差异及油品的不同会导致燃烧单位量的柴油产生不同量的NOx;

  2. 当喷嘴安装角度,喷嘴离催化剂的距离,喷射量,喷射压力等参数偏离最优设置值,尿素喷射的均匀性及液滴的分布都会受到影响;另外不溶杂质和尿素结晶堵塞喷嘴,会使尿素的喷射量及均匀性下降;这些原因都导致尿素尿素消耗量高于正常值。

  3. 催化剂类型及参数设置的不同会导致催化效率的不同,从而导致尿素消耗量的差异;劣质尿素或者外部环境引入的杂质会导致催化剂活性降低甚至失活,导致尿素消耗量偏高。

  4. 不同的排放标准对应的NOx排放量不一样,越严格的标准对应更多的NOx处理量,尿素消耗量则更多;NOx传感器出错,导致实际读数偏高,导致尿素消耗值高于正常值。





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科力昂车用尿素
广州科力昂环保科技有限公司是一家研发、生产及销售车用尿素及配套设备的高科技环保企业。公司拥有高素质主创团队,研究生以上2名,本科以上5名。专注地做专业的车用尿素;CLEAR®—For Cleaner Air。热线020-26250390
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