柴油机后处理技术的研究现状和发展趋势

DOC与DPF结合在柴油机后处理上的应用研究通过对柴油发动机后处理器内的氧化催化器（DOC）与颗粒过滤器（DPF）的结构和工作原理的描述，分析研究了DOC与DPF相结合在柴油机的尾气处理上的优缺点，为DOC+DPF技术在柴油机尾气处理方面的应用提供了有效的支撑。

标签：柴油发动机；后处理器；DOC与DPF；尾气处理1 引言柴油机有着动力性好，又十分经济的优点，目前被大量大小型交通工具采用。

但最近几年来国家出台了越来越严格的尾气排放法规，柴油机的尾气处理成为各个车辆生产商面临的难题。

柴油机的尾气处理目前有两个控制方向：一方面是加强发动机内燃油的燃烧效率，降低尾气中的有害气体成分，目前社会上的改进方法有废气再循环（ECR）和控制燃烧位置（CSS）等技术；另一个方面就是提高尾气处理器的处理效果，尾气处理技术目前有选择性催化还原（SCR），氧化催化（DOC），颗粒捕捉器（DPF）等技术。

本文通过对DOC与DPF技术的大量研究和实验，发现DOC与DPF技术相结合，不仅可以很大程度上完成尾气中有害物质的清除，还可以解决单独使用DOC技术或DPF技术在安装和结构上的技术难题。

2 DOC与DPF的工作原理与特点分析2.1 DOC工作原理与特点分析柴油机的尾气处理中使用DOC的主要作用是催化氧化尾气中的有害物质。

DOC一般以金属或陶瓷作为催化剂的载体，涂层中主要活性成分是铂系、钯系等贵重金属与稀土金属。

当柴油机的尾气通过催化剂时，HC化合物和CO等在较低的温度下可以很快地与尾气中的氧气进行化学反应，生成无污染的H2O和CO2，达到净化尾气中HC、CO的目的。

DOC技术要取得良好的净化效果，需要解决几个技术难题。

一是柴油机的排气温度偏低，对催化剂要求较高，必须使催化剂在低温下仍然有很好的催化活性；二是柴油中的硫含量必须较低，因为硫会使催化剂中毒劣化；三是废气中的一些较大颗粒很难被催化氧化，会堵塞催化剂载体的孔道。

2.2 DPF的工作原理和特点分析DPF技术又称为柴油机颗粒过滤器（Diesel Particulate Filter）技术，是比较好的降低排气中的烟尘颗粒（PM）的方法，现在市面上的壁流式蜂窝陶瓷颗粒捕捉器对PM的过滤效率高达90%。

工程机械用柴油机尾气控制技术介绍工程机械用柴油机尾气控制技术介绍工程机械如挖掘机、装载机、推土机等常用柴油机为动力源，这些机械在运行时会产生大量的尾气排放，对环境和人体健康都会造成不良影响。

因此，如何控制工程机械的尾气排放，成为目前工程机械行业面临的重要问题之一。

本文将介绍工程机械用柴油机尾气控制技术的现状和发展趋势。

一、工程机械用柴油机尾气排放的危害尾气是指工程机械在燃烧过程中未完全燃烧的燃料和空气混合物，其中含有大量的氧气和碳氧化物、氮氧化物、及微粒等有害气体。

这些微粒与气体中的有害物质会造成空气污染和健康危害，例如臭氧将会导致光化学烟雾，氮氧化物和硫氧化物会造成酸性降水等。

此外，工程机械的尾气还会产生噪声污染，影响周围居民的生活质量。

二、工程机械用柴油机尾气控制技术的现状为了控制工程机械用柴油机尾气排放，目前存在许多技术，主要包括以下几种。

（一）燃料添加剂技术燃料添加剂技术，是指向燃料中添加一定成分或化合物，以改善燃烧过程，减少有害气体的排放。

目前常用的添加剂有：增氧剂、清洁剂、燃烧增效剂、抗氧化剂等。

燃料添加剂方式简单、易操作，但副作用可能较大，例如添加剂可能导致燃料的量变化、抗氧化剂可能影响燃料稳定性等。

（二）废气再循环技术废气再循环技术，是指将一部分废气重新引入到燃烧室内参与燃烧，以减少氮氧化物的生成，达到降低排放的目的。

废气再循环技术具有减排效果好、操作简单等优点，但会降低柴油机功率和燃料效率，从而影响其性能和可靠性。

（三）选择性催化还原技术选择性催化还原技术，是指在尾气中加入一定的还原剂，例如尿素，与氮氧化物反应生成无害物质和氮气。

该技术具有降低氮氧化物排放、安全可靠、对柴油机功率和燃料效率影响较小等优点。

但选择性催化还原技术存在碳积累、催化剂老化等问题，需要定期更换催化剂和系统维护。

（四）柴油机低温燃烧技术柴油机低温燃烧技术，是指通过调整柴油喷射时间和高压油管压力，使燃烧室内温度下降，从而减少氮氧化物和颗粒物的生成。

217中国设备工程C h i n a P l a n t E n g i n e e r i ng中国设备工程 2021.01 （下）汽车行业的蓬勃发展使汽车尾气问题愈加严重，尤其是柴油发动机尾气排放物，如氮氧化物给人们的生命健康造成的威胁不断加大，同时，尾气排放还会造成大气污染，给人们的生产生活都带来了不良的影响。

因此，针对以上存在的这些问题，本文对柴油发动机尾气后处理技术开展了深入分析，其能够有效控制尾气排放量。

这一排放控制技术将会对柴油发动机尾气的处理等发挥重要意义。

柴油发动机尾气后处理技术原新涛（广西玉柴机器股份有限公司，广西 玉林 537000）摘要：我国经济高速发展带来的弊端主要是环境污染问题越来越严重，大气污染严重、空气质量下降等使得人们身体健康面临较大威胁，为了能够改善环境污染问题，提升空气质量等需要引起相关部门的重视，针对柴油发动机尾气的排放等制定严格标准和规范。

而尾气后处理技术的应用和推广后，不仅能够使柴油发动机尾气排放达到标准要求，还能够提升柴油发动机尾气排放的控制效果。

基于此，针对于当前该技术发展的情况，本文在对柴油发动机尾气后处理技术开展有效的分析后，对存在的故障或者故障排除的方法等进行探究，总结了当前柴油发动机尾气后处理技术的发展趋势。

关键词：柴油发动机；尾气排放后处理技术；尾气控制中图分类号：U464.172;X734.2 文献标识码：A 文章编号：1671-0711（2021）01（下）-0217-031 尾气后处理技术的相关概述汽车排放标准的不同主要与汽车生产注册的时间或者年限等有直接关系。

现阶段，我国汽车尾气排放标准在与欧洲等国家进行对比时，其内容较为相似。

而对于柴油发动机尾气排放而言，要想达到国家尾气排放标准，需要重视对氮氧化合物和颗粒的排放控制。

我国现阶段的排放标准与欧洲排放标准较为类似，并且欧Ⅳ～欧Ⅵ的排放标准要求呈现了温以及相关燃料数量具有十分密切的联系。

柴油发动机尾气排放与控制技术研究摘要：近年来，不难发现，经济的增长和科技的进步让人们越来越注重对于生活品质的追求。

然而，在不断挖掘欲望和满足我们潜在需求的同时，我们所做的一系列实践行为也对周围所生活的环境造成了一定的压力。

大气环境污染就是一个非常严重的问题，相关部门应该对此给予足够重视，有必要针对于柴油发动机尾气的排放进行有针对性的研究，并采取合理的技术对于尾气排放进行控制和处理，以提升柴油发动机尾气排放的控制能力，仅供参考。

关键词：柴油发动机；发动机尾气；尾气排放；尾气控制前言：随着汽车行业的日益兴起，汽车使用数辆与日俱增，这直接导致汽车尾气问题变得日益严重。

尤其是针对于柴油发动机，其尾气也会产生一定的排放物，对于人们的生命和生活健康造成了严重的威胁，而且尾气排放的同时还会对大气在带来危害，影响人们的长期可持续发展。

为此，针对这些问题，我们应该对尾气进行合理处理，不断控制其排放效果，减少其对于环境和人类的污染，相关人员应该对此给予足够重视。

1柴油发动机尾气排放现如今，人们对于柴油发动机的大量使用会产生大量的尾气排放，造成了严重的空气污染，对于环境的长期可持续发展带来了严重的影响。

为此，需要从生态环境的角度出发，认识到柴油发动机所产生的尾气排放问题的重要性，并采取相应的技术措施对其进行解决。

不难发现，柴油发电发动机主要的污染物就是废气污染，在柴油发动机之中，废气污染物产生来源主要分为两种，主要内容涵盖以下两个方面：一种是工作时所产生的废气，也是在工作期间由原料燃烧而引起的废气，这些废气是难以避免的；与此同是，另一种的废气排出的是由于汽车在行驶过程当中所产生的汽车尾气，就是我们在生活中随处可见的这些尾气，这对于我们的环境造成了严重的干扰，需要采取合理的措施对其进行有效解决。

机动车尾气主要包含的成分：一氧化碳，碳氢化合物，氮氧化物，微粒碳烟，二氧化碳以及水等诸多物质，其中一氧化碳、氮氧化合物和碳氢化合物以及微粒和碳尘都对环境具有严重危害性。

721　重型柴油车的国六排放标准随着国家“蓝天保卫战”的实施，环保升级“迫在眉睫”，柴油车排放标准升级如同箭在弦上。

2018年7月3日，生态环境部刊发“关于发布国家污染物排放标准《重型柴油车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》（GB 17691—2018）的公告”（以下简称“新国标”），宣布自2021年7月1日起，所有生产、进口、销售和注册登记的重型柴油车应符合本标准要求。

之后，北京、天津、河北、山东、河南、广东等6省市相继宣布将于2019年7月1日提前实施国六排放标准。

对于重型车而言，无论是压燃式还是气体点燃式柴油机，要想满足史上最严苛的国六排放标准，都必须在发动机后处理上进行大规模的技术升级。

新国标中的发动机标准循环排放限值见表1所列。

柴油机稳态工况（ESC/WHSC ）下国三到国六排放标准中最主要污染物NO x 与PM 限值的主要变化是：氮氧化物（NO x ）和颗粒物（PM ）排放限值和国五相比分别提高了77%和67%，增加了粒子数量（PN ）排放限值要求；变更了污染物排放测试循环，发动机测试工况从欧洲稳态循环（ESC ）和欧洲瞬态循环（ETC ）改为更具有代表性的世界统一稳态循环（WHSC ）和世界统一瞬态循环（WHTC ）。

2　柴油机排放后处理系统的含义及发展新国标中对柴油机排放后处理系统的定义为：催化器（氧化型催化器、三元催化转换器及任何气体催化器）、颗粒捕集器，除氮氧系统、组合式降氮氧系统的颗粒捕集器，以及其他各种安装在发动机下游的削减污染物的装置。

通常为了降低重型柴油车气态污染物和颗粒污染物的排放，一般会采用以下两种方式：一是利用发动机机内净化从根源上减少污染物的产生；二是通过增加后处理系统尽可能地将产生的污染物通过化学反应消除掉。

对采用清洁高效的缸内燃烧控制技术，减少发动机的原始污染物排放是发动机开发工作中最重要、最基本的工作。

利用发动机机内净化可以有效控制颗粒物的排放，能满足国三排放法规。

SCR技术在柴油机尾气后处理上的应用SCR技术，即选择性催化还原技术，是一种将尿素溶液喷射到尾气中与氮氧化物（NOx）进行化学反应的技术。

在SCR反应器中，尿素溶液与NOx发生化学反应，生成氨气和水蒸气，氨气与NOx在催化剂作用下发生还原反应，将NOx还原为无害的氮气和水。

SCR技术是目前降低柴油机尾气排放中最有效的一种方法之一，其工作原理简单、效果显著，因此得到了广泛的应用。

SCR技术在柴油机尾气后处理中的应用主要包括SCR反应器、尿素喷射系统和催化剂等部分。

SCR反应器是将尿素溶液与尾气进行混合反应的装置，尿素喷射系统用于控制尿素溶液的喷射量和喷射时间，确保SCR反应的良好进行，而催化剂则是SCR反应的关键部分，它能够加速SCR反应的进行，提高反应效率。

通过这些部分的协同作用，SCR技术可以有效降低柴油机尾气排放中的氮氧化物（NOx）。

SCR技术在柴油机尾气后处理中的应用具有多方面的优势。

SCR技术可以在较宽的温度范围内工作，适应不同工况下的尾气排放要求。

SCR技术对油品质量要求较低，不会受到硫等杂质的影响，因此适用范围较广。

SCR技术可以有效降低NOx的排放，减少对大气环境的污染，符合环保政策的要求。

SCR技术在柴油机尾气后处理中有着广阔的应用前景。

未来，随着技术的不断进步和环保政策的不断加强，SCR技术在柴油机尾气后处理中的应用将会更加广泛。

随着柴油机的不断发展，其工作温度和排放要求也会不断提高，SCR技术将会更好地适应这些要求。

越来越多的国家和地区将加大对尾气排放的控制力度，SCR技术将成为降低柴油机尾气排放的重要手段。

随着新能源技术的不断发展，SCR技术也将与其他环保技术相结合，形成更加完善的尾气处理系统，为环境保护事业做出更大的贡献。

中国重型柴油车后处理技术研究进展单文坡; 余运波; 张燕; 贺泓【期刊名称】《《环境科学研究》》【年(卷),期】2019(032)010【总页数】6页(P1672-1677)【关键词】柴油车; 后处理; 排放控制; 氮氧化物净化; 颗粒物净化【作者】单文坡; 余运波; 张燕; 贺泓【作者单位】中国科学院城市环境研究所中国科学院区域大气环境研究卓越创新中心福建厦门361021; 中国科学院生态环境研究中心环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京 100085【正文语种】中文【中图分类】X511机动车尾气排放是我国大气污染的重要来源，也是造成灰霾和光化学烟雾的重要原因，我国机动车污染防治的重要性和紧迫性日益凸显，而柴油车(尤其是重型柴油货车)尾气污染控制更是亟待解决的问题[1-3]. 根据生态环境部发布的《2019年中国移动源环境管理年报》，仅占我国汽车保有量9.1%的柴油车所排放的NOx(氮氧化物)和PM(颗粒物)分别占汽车排放总量的71.2%和99%以上，其中，重型柴油货车虽然仅占汽车保有量的3.0%，但其NOx和PM排放量却分别占汽车排放总量的49.3%和66.3%，亟须重点控制.柴油车污染控制的主要途径包括燃油和润滑油品质改进、机内净化技术和后处理技术[4]. 我国自2015年全面实施柴油车国Ⅳ标准以来，后处理技术已经成为柴油车尾气污染控制的必备技术. 随着我国柴油车排放标准的不断升级，对各种后处理技术的性能、后处理技术的耦合，以及后处理与整车的系统集成提出了更高的要求，尤其是即将于2020年全面实施的国Ⅵ标准，为我国柴油车污染控制技术带来巨大挑战. 除了柴油车新车污染控制外，由于我国在用柴油车污染问题突出，也需要有针对性地进行污染管控.柴油车的主要污染物为NOx、PM、CO和HC(碳氢化合物). 与汽油车相比，柴油车采用稀燃方式，氧气过量，排气中的CO和HC含量远低于汽油车，因此NOx 和PM是主要污染物[5]. 目前，针对柴油车尾气污染控制发展出的主要后处理技术包括用于控制CO和HC排放的柴油机氧化催化剂(DOC)、用于控制PM排放的柴油颗粒捕集器(DPF)、用于控制NOx排放的选择性催化还原技术(SCR)[6-10]. 该文将针对我国重型柴油车后处理技术的主要研究进展进行综述与展望.1 主要柴油车后处理技术1.1 DOCDOC通常以陶瓷蜂窝为基础负载催化剂，为通流式催化转化器. 催化剂的活性组分一般采用贵金属铂(Pt)或钯(Pb). DOC通常安装在柴油车后处理系统的最前端，利用贵金属组分的催化氧化作用，有效去除尾气中的CO、HC等还原性气态污染物，以及PM中的可溶性有机物(SOF); 同时，DOC还可以将尾气中的NO部分氧化为NO2，为后续的DPF再生和SCR反应提供促进作用[4].目前关于DOC的相关研究，除了关注对CO、HC、SOF的低温起燃能力和对NO 的氧化能力等催化剂活性外，催化剂的热稳定性和抗硫中毒能力也非常重要[6,10]. 贵金属组分在高温条件下容易发生烧结，造成活性位点损失、性能降低，其失活过程是不可逆的. 燃油中含硫量过高，会导致DOC发生硫中毒，并且由于DOC的催化氧化作用，造成尾气中硫酸盐成分增加，导致PM排放升高.1.2 DPFDPF是当前降低柴油车PM排放最为有效的技术. 目前，最常用的是壁流式陶瓷蜂窝捕集器，利用相邻捕集器孔道前后交替封堵，使尾气从壁面穿过，从而实现PM 的截留捕集. DPF的相关研究主要集中在过滤材料和过滤体再生两项关键技术上. 目前，市场上常用的DPF主要以堇青石、碳化硅和钛酸铝为过滤体材料，根据各种材料的特性而应用于不同环境. 为了达到背压与捕集效率的平衡，DPF载体的设计开发非常重要，非对称结构和高孔隙率是重要研究内容.DPF的再生方式主要包括主动再生和被动再生：主动再生采用喷油助燃等方式提供能量，使DPF内部温度达到PM氧化燃烧所需的温度而实现再生；被动再生利用在过滤体表面涂覆催化剂来降低PM燃烧温度，并借助DOC将NO氧化为NO2，通过NO2氧化所捕集的PM提高燃烧效率. 利用催化剂涂层来实现被动再生的DPF也被称为CDPF，其催化剂的开发是重要研究热点[11-15]. 为了使柴油车在所有工况下都可实现DPF的可靠再生，通常需要将主动再生和被动再生结合使用.1.3 SCRSCR是在催化剂的作用下利用还原剂选择性地将NOx还原为N2，从而有效去除NOx. SCR技术根据还原剂的不同，又可分为氨选择性催化还原NOx(NH3-SCR)和碳氢化合物选择性催化还原NOx(HC-SCR)[16-18].自20世纪70年代开始，NH3-SCR技术已经广泛应用于固定源烟气脱硝，并随着排放法规的升级而被引入柴油车尾气NOx控制[5,19]. 由于在柴油车上配备氨水或液氨储罐存在较大的危险性，且对存储设备具有腐蚀性，因而在实际应用中通常使用尿素溶液作为NH3的储存剂，也称作Urea-SCR[20]. 催化剂是NH3-SCR技术的核心，V2O5-WO3/TiO2催化剂在固定源烟气脱硝领域应用多年，并成为第一代柴油车SCR催化剂[21]，但钒基氧化物催化剂存在具有生物毒性、高温稳定性差、操作温度窗口较窄等问题. 为了替代钒基催化剂在柴油车上的应用，研究者开发了Fe基氧化物和Ce基氧化物等非钒金属氧化物催化剂，以及Fe基和Cu基分子筛催化剂[22-27]. 近年来，具有CHA结构的Cu-SSZ-13和Cu-SAPO-34等Cu基小孔分子筛，由于同时具有优异的NH3-SCR催化活性和水热稳定性而受到广泛关注，成为柴油车尾气NOx催化净化的首选[28-31]. 为了保障NOx转化效率，过量的尿素喷射会导致NH3滑失，因此，通常在SCR催化剂后面使用NH3氧化催化剂(AOC)来降低NH3的泄露[10,32].与NH3-SCR相比，HC-SCR可以利用柴油或柴油催化分解/裂解的碳氢化合物为还原剂，无需另行添加还原剂尿素，从而可以大幅度简化SCR后处理系统[18,25,33]. 但目前由于该技术在催化活性和稳定性等方面还存在问题，尚未得到实际应用.2 国Ⅳ和国Ⅴ柴油车后处理技术我国柴油车污染控制标准主要参考了欧洲的相关标准，于2015年全面实施柴油车国Ⅳ标准，自此柴油车需要使用后处理系统进行排放控制，以实现达标排放. 柴油车尾气的两大特征污染物——NOx和PM的形成及浓度存在此升彼降(trade-off)的关系，即努力减少其一却会增加另一种污染物，因此，国Ⅳ柴油车排放控制主要存在两条不同的技术路线，即颗粒物捕集(DPF)技术路线和选择性催化还原(SCR)技术路线. DPF技术路线以机内调整降低柴油车NOx排放，以DPF降低PM排放，主要用于轻型柴油车污染控制；SCR技术路线采用机内调整措施降低PM排放，以SCR技术降低NOx排放，主要用于重型柴油车污染控制. 国Ⅴ阶段虽然排放标准值有所加严，但通过技术升级，我国柴油车污染控制基本上沿用了国Ⅳ阶段的技术路线. 自国Ⅳ阶段开始，SCR技术在我国重型柴油车上实现了批量应用.我国柴油车SCR蜂窝陶瓷载体研究起步较晚，尤其是基于国产原材料的大尺寸载体研发处于空白，使得国外厂家的大尺寸载体占据国内几乎95%的市场，且技术垄断. 科技部“十二五”及“863”计划柴油车团队(现为“十三五”重点研发计划柴油车团队，以下简称“柴油车团队”)在我国首次成功开发了基于国产原材料的大尺寸蜂窝陶瓷载体关键设备与工艺，并设计建造了年产600万升大尺寸载体生产线，实现了国产化.钒基SCR催化剂，因其优异的抗硫中毒能力和低廉的价格，而成为我国国Ⅳ和国Ⅴ阶段重型柴油车尾气NOx排放控制的首选. 传统的固定源烟气脱硝催化剂存在操作温度窗口较窄、高温稳定性较差等问题，需要进行性能改进后才可应用于柴油车尾气净化. 柴油车团队借助量子化学计算方法，从原子水平阐明了钒基SCR催化剂去除NOx的微观基元反应过程，明确了聚合态下钒物种间的耦合作用，缩短了活性位再生的反应路径，并显著降低了决速步能垒. 在理论指导下，成功设计合成出低聚态氧化钒活性中心结构，实现了在低钒负载量下低温SCR活性的显著提升[34]；此外，通过改变催化剂组分的耦合方式，显著提升了其高温稳定性，从而确定了V2O5-WO3TiO2催化剂的最优配方. 在此基础上，通过大量试验研究确定了国产大载体的涂覆成型技术，结合催化剂生产中试研究，最终建立了催化剂工业化生产线[35]. 该产品性能满足我国国Ⅳ和国Ⅴ重型柴油车排放标准，批量供应国内市场和出口车型装配. 此外，柴油车团队研究成果还在其他后处理企业得到推广应用，后处理产品辐射应用于国内主要整车厂.3 国Ⅵ柴油车后处理技术与国Ⅴ标准相比，即将于2020年全面实施的柴油车国Ⅵ标准对NOx和PM排放限值均大幅加严，同时增加了PN限值，对低温工况与整车排放、生产一致性和整车有效寿命提出了明确要求. 国Ⅵ排放限值与现行的欧Ⅵ标准相同，但增加了OBD 永久故障代码、超OBD限值限扭、整车排放、OBD远程监控、排放质保期等要求，这必然对柴油车污染物排放控制带来巨大挑战，因此，需要将不同后处理技术进行耦合，以应对严苛的排放要求.满足国Ⅵ标准的柴油车排放控制的首选技术路线为以燃烧优化等机内净化技术控制原机排放，采用DOC+DPF+SCR+AOC后处理组合技术削减排气中的PM(PN)、NOx等主要污染物(见图1). 在这一组合技术中，DPF再生引发的高温对后置SCR 的水热稳定性提出了更高要求，具有八员环CHA结构的Cu-SSZ-13 分子筛表现出非常优异的NH3-SCR活性和水热稳定性，已实际应用于满足欧Ⅵ标准和US EPA 2010标准的柴油车尾气净化，是我国国Ⅵ阶段的首选SCR催化剂[36-39].柴油车团队通过设计新型模板剂、创新合成方法(一步水热法、固相法等)，实现了具有自主知识产权的Cu-SSZ-13等小孔分子筛NH3-SCR催化材料的快速合成，大幅降低了合成成本，并且开展了催化剂放大生产[40-43]. 在国Ⅵ DPF研究方面，柴油车团队研制了非对称结构DPF成型模具；通过对原料与配方优化促进晶体在片状滑石上定向生长，显著降低了堇青石DPF热膨胀系数；通过复合使用不同形貌的造孔材料增加微孔的连通性，采用粒度分布窄的原材料和造孔材料，制备出窄孔径分布的DPF产品，可以满足低压降、高PN捕集效率的要求.图1 国Ⅵ柴油车后处理系统Fig.1 Aftertreatment system for diesel engine emission control in Chinese Ⅵ要实现国产柴油车国Ⅵ后处理系统全系统匹配应用，需要与发动机的控制系统(ECU)联接并通讯. 目前，柴油发动机的ECU主要被国外公司技术垄断，不开放发动机ECU的通讯逻辑和联接端口. 这一现状阻碍了国产柴油车后处理技术的应用，不利于我国柴油车后处理市场的发展，因此，我国应尽快启动“清洁柴油机”计划，突破柴油发动机及其后处理系统核心控制技术与耦合匹配等短板.4 在用柴油车污染治理技术由于我国柴油车国Ⅳ标准的实施经历了多次推迟，造成没有后处理装置的国Ⅲ柴油车数量巨大，污染物排放占比非常高. 我国国Ⅳ和国Ⅴ重型柴油车虽然安装了SCR后处理系统，但因系统失效、人为屏蔽等问题，导致部分车辆超标排放严重. 在SCR系统失效的情况下，国Ⅴ重型柴油车NOx的排放量可达正常排放量的6～7倍. 由于我国在用柴油车污染问题突出，非常需要有针对性地进行污染管控[3]. 2018年《政府工作报告》明确指出，要“开展柴油货车超标排放专项治理”；在2019年国务院印发的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》通知中明确指出，要“推进老旧柴油车深度治理，具备条件的安装污染控制装置、配备实时排放监控终端，并与生态环境部等有关部门联网，协同控制颗粒物和氮氧化物排放”；而2019年《柴油货车污染治理攻坚战行动计划》更是给出了在用柴油车污染治理的具体行动方案.从技术层面看，在用柴油车污染治理主要涉及两个方面的内容：①开发高效的在用柴油车污染控制技术，实现柴油车主要污染物NOx、PM的高效减排；②开发在用柴油车排放在线监管技术，以此有效甄别系统失效、人为篡改、卸除后处理系统等现象及违法行为. 前者是在用柴油车减排的必要条件，后者为减排实施的有力保障.发达国家由于柴油车尾气治理技术研究与应用起步较早，针对老旧柴油车的后处理改造工作也开展得较早[44-47]. 近几年，我国北京市、上海市、南京市等城市也相继开展了在用车后处理改造升级，目前改造工作主要针对国Ⅲ柴油车污染物中的PM，以较为简单易行的DPF技术路线进行改造; 而在用柴油车的双降技术，以及关键的实时在线智能监管技术却成为在用车排放治理改造的短板，亟待推进规模化应用.5 结论与展望a) 我国国Ⅲ及以前柴油车没有安装排放后处理装置，国Ⅳ和国Ⅴ柴油车排放控制主要存在两条不同的技术路线：DPF技术路线主要用于轻型柴油车污染控制；SCR技术路线主要用于重型柴油车污染控制. 自国Ⅳ阶段开始，SCR技术在我国重型柴油车上实现了批量应用.b) 国Ⅵ标准对柴油车的污染排放控制带来了巨大挑战，需要将后处理技术进行耦合，首选采用DOC+DPF+SCR+AOC组合技术削减排气中的PM(PN)、NOx等主要污染物，对各项后处理技术都提出了更为苛刻的要求.c) 除柴油车新车外，我国在用柴油车也需要有针对性地开展污染治理，主要涉及两方面技术内容：①开发高效的在用柴油车污染控制技术，实现柴油车主要污染物NOx、PM的高效减排；②开发在用柴油车排放在线监管技术，有效甄别系统失效、人为篡改、卸除后处理系统等现象及违法行为.d) 满足国Ⅵ及更高排放标准，需要发动机与后处理系统控制技术交叉融合，实现低温下NOx净化效率提升与DPF安全可靠再生. 因此，我国应尽快启动“清洁柴油机”计划，突破柴油发动机及其后处理系统核心控制技术及耦合匹配等短板.参考文献（References）：【相关文献】[1] WU Y,ZHANG S,LI M,et al.The challenge to NOx emission control for heavy-duty diesel vehicles in China[J].Atmospheric Chemistry and Physics,2012,12(19):9365-9379.[2] ZHENG B,TONG D,LI M,et al.Trends in China′s anthropogenic emissions since 2010 as the consequence of clean air actions[J].Atmospheric Chemistry andPhysics,2018,18(19):14095-14111.[3] WU Y,ZHANG S,HAO J,et al.On-road vehicle emissions and their control in China:a review and outlook[J].Science of the Total Environment,2017,574:332-349.[4] 贺泓,翁端,资新运.柴油车尾气排放污染控制技术综述[J].环境科学,2007,28(6):1169-1177.HE Hong,WENG Duan,ZI Xinyun.Diesel emission control technologies:areview[J].Environmental Science,2007,28(6):1169-1177.[5] GRANGER P,PARVULESCU V I.Catalytic NOx abatement systems for mobilesources:from three-way to lean burn after-treatment technologies[J].Chemical Reviews,2011,111(5):3155-3207.[6] DHAL G C,DEY S,MOHAN D,et al.Simultaneous abatement of diesel soot and NOx emissions by effective catalysts at low temperature:an overview[J].Catalysis Reviews：Science and Engineering,2018,60(3):437-496.[7] GUAN B,ZHAN R,LIN H,et al.Review of the state-of-the-art of exhaust particulate filter technology in internal combustion engines[J].Journal of Environmental Management,2015,154:225-258.[8] LEE J,THEIS J R,KYRIAKIDOU E A.Vehicle emissions trappingmaterials:successes,challenges,and the path forward[J].Applied CatalysisB:Environmental,2019,243:397-414.[9] MOHANKUMAR S,SENTHILKUMAR P.Particulate matter formation and its control methodologies for diesel engine:a comprehensive review[J].Renewable & Sustainable Energy Reviews,2017,80:1227-1238.[10] WALKER A.Future challenges and incoming solutions in emission control for heavy duty diesel vehicles[J].Topics in Catalysis,2016,59(89):695-707.[11] CHENG Y,SONG W Y,LIU J,et al.Simultaneous NOx and particulate matter removal from diesel exhaust by hierarchical Fe-doped Ce-Zr oxide[J].ACS Catalysis,2017,7(6):3883-3892.[12] WEI Y,LIU J,ZHAO Z,et al.Highly active catalysts of gold nanoparticles supported on three-dimensionally ordered macroporous LaFeO3 for soot oxidation[J].Angewandte Chemie-International Edition,2011,50(10):2326-2329.[13] WU Q,XIONG J,ZHANG Y,et al.Interaction-induced self-assembly of Au@La2O3 core-shell nanoparticles on La2O2CO3 nanorods with enhanced catalytic activity and stability for soot oxidation[J].ACS Catalysis,2019,9(4):3700-3715.[14] LIU T,LI Q,XIN Y,et al.Quasi free K cations confined in hollandite-type tunnels for catalytic solid (catalyst)-solid (reactant) oxidation reactions[J].Applied CatalysisB:Environmental,2018,232:108-116.[15] WANG X,JIN B,FENG R,et al.A robust core-shell silver soot oxidation catalyst driven by Co3O4:effect of tandem oxygen delivery and Co3O4-CeO2 synergy[J].Applied Catalysis B:Environmental,2019,250:132-142.[16] 贺泓,李俊华,上官文峰,等.环境催化：原理及应用[M].北京:科学出版社,2008.[17] 单文坡,刘福东,贺泓.柴油车尾气中氮氧化物的催化净化[J].科学通报,2014,59(26):2540-2549. 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柴油机后处理技术的研究进展王谦;周明星;亓平;韩晓静;王保义【摘要】选择性催化还原技术SCR和氮氧化物存储催化还原技术NSC是当前主流的降低柴油机NOx排放的后处理技术.为此,详细阐述了两种技术的反应机理、系统组成和工作过程,提出了系统在实际应用中存在的问题并给出了相应的解决方案.最后,提出了一种实用新型的组合技术可以改善SCR系统在低温工况下转化效率低的问题.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2012(034)003【总页数】5页(P212-216)【关键词】柴油机;选择性催化还原;氮氧化物存储催化还原;氮氧化物【作者】王谦;周明星;亓平;韩晓静;王保义【作者单位】江苏大学能源与动力工程学院,江苏镇江212013;江苏大学能源与动力工程学院,江苏镇江212013;江苏大学能源与动力工程学院,江苏镇江212013;江苏大学能源与动力工程学院,江苏镇江212013;江苏大学能源与动力工程学院,江苏镇江212013【正文语种】中文【中图分类】TK421.50 引言柴油机以良好的动力性、燃油经济性和耐久性等优点在众多领域得到了广泛的应用，尤其是近年来柴油轿车也得以迅速发展[1-2]。

但是由于柴油机自身燃烧的特点也带来了大量的排放污染物，成为巨大的环境污染源。

面对我国即将实施的国Ⅳ法规，单独依靠发动机内部净化措施已无法满足排放物限值的要求，必须同时采用柴油机后处理技术方能达到更为严格的标准[3]。

目前，国内后处理技术基本处于起步阶段，各发动机制造商和整车厂主要依靠引进国外成熟的后处理技术进行产品的升级。

目前，主流的降低NOx排放的后处理技术主要有选择性催化还原技术(SCR)和氮氧化物存储催化还原技术(NSC)，本文主要介绍了这两种技术的研究进展。

1 选择性催化还原技术(SCR)选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction)技术是目前可以同时改善燃油经济性和降低NOx排放的后处理技术[4]，具有巨大的市场推广潜力。

4110柴油机总体设计调研报告一、前言柴油机的发展已经有一百多年的历史，给人类的生产、生活带来了非凡的便利，也给人类社会的发展提供了不同凡响的动力。

柴油机的压缩比高，热效率高，其燃料消耗量比汽油机低30%~40%，加上车用柴油与车用汽油相比加工成本又低5%，随着世界各国对汽车节能的普遍重视，汽车发动机向柴油机化发展已是全球汽车工业发展的大趋势。

柴油机的总体设计包括产品发展战略决策研究，设计指标确定，主要结构参数选择，工作系统设计绘制纵横剖面图和各种配套代表性机型的外形布置图等方面的工作。

只有完成这些带有策略意义工作，并在企业决策层获得共识后，全面设计才得以展开。

所以总体设计的前期（即决策阶段）的主要参加者应是厂长，总工程师，总共设计师或该产品主任设计师以及主要设计人员等；后期为具体总设计阶段则主要由主任设计师及其助手参加。

总体设计过程对未来新产品的配套方向和市场生命力具有决定性作用，因此设产品设计的全局性工作，很难再试制或投产以后予以改变。

二、4110型柴油机的用途：4110柴油机陆用时，配以皮带轮、联轴器、离合器作为农业排灌、发电机、电焊机、空压机、水泵、碎石机及建筑机械等动力；船用时，配上倒顺车离合器。

减速齿轮箱后，可用作渔轮船动力，内河航运主机及轮船辅机。

三4110柴油机的生产厂家1.玉柴YC4110系列柴油机：在玉柴引进美国7.8升YC6112系列柴油机的基础上，通过减短行程和缩小缸径开发的高速轻型车用柴油机，保持了YC6112系列柴油机具有的可靠性高、使用寿命长的优点，具有较高的动力性，使用维修方便。

采用美国独资上海霍尼韦尔TB28型废气涡轮增压器，中外合资无锡欧亚P型喷油嘴，选用国产P型燃油喷射泵。

可选用德国波许泵。

排放符合新的国家标准GB17691—2001型式认证A阶段排放限值和北京市地方标准DHJB3—1999第1阶段排放限值，达欧I标准。

通过中国质量管理协会质量保证中心ISO9001质量体系认证。

柴油机尾气后处理技术基础介绍柴油机尾气后处理技术是为了减少柴油机尾气排放中的有害物质，以达到减少环境污染和保护人体健康的目的而采取的措施。

在柴油机燃烧过程中，会产生一系列的有害物质，如一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物和颗粒物等。

这些物质对大气环境和人体健康都有一定的危害。

颗粒物捕集技术是通过将颗粒物捕获并固定在滤芯或SCR催化剂上，从而减少颗粒物的排放。

常见的颗粒物捕集技术有静电捕集器、陶瓷滤芯和SCR滤芯等。

氮氧化物还原技术主要有选择性催化还原（SCR）技术和非选择性催化还原（SNCR）技术两种。

SCR技术是通过在柴油机尾气中注入尿素溶液，在SCR催化剂上发生化学反应将氮氧化物还原为无害物质，如氮气和水。

SNCR技术是将尿素直接喷射到燃烧室中，在高温条件下发生还原反应。

一氧化碳氧化技术主要是通过在柴油机尾气中引入氧气，利用催化剂将一氧化碳氧化为二氧化碳。

常用的一氧化碳氧化催化剂有铂、钯和铑等。

碳氢化合物氧化技术主要是通过在柴油机尾气中引入氧气，利用催化剂将碳氢化合物氧化为水和二氧化碳。

常用的碳氢化合物氧化催化剂有铂、钯和钨等。

氯化物捕集技术是通过在柴油机尾气中使用氯化剂捕获氯化物，从而减少氯化物的排放。

常见的氯化物捕集技术有氯化铂、氯化铜和氯化钾等。

除了以上几种基础的尾气后处理技术外，还有其他的一些新型尾气后处理技术，如氧化脱硝（DeNOx）、颗粒物氧化（POx）、低温氧化（LT-Ox）和催化还原燃烧（CRC）等。

这些技术在柴油机排放控制中发挥了重要作用，并逐渐得到了广泛应用。

需要注意的是，柴油机尾气后处理技术的效果和性能不仅取决于技术的选取，还与操作和维护的方式密切相关。

因此，在使用和维护柴油机尾气后处理设备时，需要遵循相应的操作规范，并进行定期的检查和维护，以保证其正常运行和有效排放控制。