技術(shù)原理

　　城市公交使用的發(fā)動機(jī)大部分以天然氣發(fā)動機(jī)（大部分采用稀薄燃燒技術(shù)）為主，覆蓋國三、國四、國五排放的發(fā)動機(jī)，現(xiàn)營運的天然氣公交車接近一千萬輛左右。而天然氣發(fā)動機(jī)的有害排放物主要是一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔?HC)和氮氧化物(NO_x，NO_x中主要是NO，其所占比例大約為95%,其它成分僅占5%)。其中，HC的主要成分為CH₄，CH₄是最穩(wěn)定的HC化合物，CH₄和NO_x的偶聯(lián)反應(yīng)比其它HC與NO_x的偶聯(lián)反應(yīng)困難，導(dǎo)致NO_x的轉(zhuǎn)化難度大;同時CH₄自身被氧化的難度大，且NO_x排放較高，是柴油機(jī)裸排的2～3倍。

　　中自環(huán)保科技股份股份有限公司（簡稱“中自公司”）針對天然氣公交車研發(fā)的尾氣后處理技術(shù)是目前特別有效的降低NO_x等排放的技術(shù)。SCR尾氣后處理系統(tǒng)由SCR催化器與尿素噴射控制系統(tǒng)(DCU)組成。DCU通過CAN總線與發(fā)動機(jī)ECU通訊，獲得發(fā)動機(jī)的運行參數(shù)，同時采集SCR催化器溫度，計算出尿素溶液的噴射量，并控制計量噴嘴噴射，尿素溶液在排氣管混合區(qū)遇高溫分解成氨氣（NH₃）和水，與排氣充分混合后進(jìn)入SCR催化轉(zhuǎn)換器。在SCR催化器作用下NH₃和NO_X反應(yīng)生成氮氣和水排到大氣中。同時通過NO_x傳感器信號采集NO_x信息，進(jìn)行OBD功能監(jiān)控。

　　天然氣發(fā)動機(jī)排溫相對于柴油機(jī)偏高，通過實際道路跟車測試，公交車在正常運行時，催化器溫度基本維持在300℃-400℃，為SCR催化器性能最好的溫度區(qū)間。

產(chǎn)品類型

　　中自環(huán)保公司開發(fā)的柴油車天然氣公交車SCR尾氣后處理系統(tǒng)包括空氣輔助式SCR尾氣后處理系統(tǒng)和非空氣輔助式SCR尾氣后處理系統(tǒng)，并根據(jù)原車車身的不同布局設(shè)計了不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品

產(chǎn)品的三種結(jié)構(gòu)

一字型結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)簡單實用，可拆卸適合替代原車底部為圓筒型結(jié)構(gòu)消聲器的卡車或原消聲器在車輛底部呈“一”字布置的車型。

S型結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)較為緊湊，前后兩桶可以并排或不同角度轉(zhuǎn)彎鏈接，可拆卸設(shè)計，原消聲器在側(cè)面布置的車型。

箱式結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)最為緊湊，非常適用替換大部分柴油卡車上的方形消聲器。由于可以直接取代原車消聲器，所以產(chǎn)品安裝固定可以使用原消聲器固定位置和固定方式，產(chǎn)品安裝便捷牢固。這樣整車結(jié)構(gòu)不會發(fā)生任何改變，保障了其安全性。

產(chǎn)品性能參數(shù)

控制策略

　　中自的控制策略是基于模型的開環(huán)控制策略,采用雙氮氧傳感器,增加了前饋控制環(huán)節(jié)。

燃油適應(yīng)性

　　中自產(chǎn)品能適應(yīng)國五階段車用柴油（硫含量S≤10ppm）。我公司售前售后人員和說明書將重點強(qiáng)調(diào)必須使用國4標(biāo)準(zhǔn)以上柴油，即含硫量低于50PPM。如果我公司售后人員對用戶使用非達(dá)標(biāo)柴油產(chǎn)生質(zhì)疑，可以與客戶協(xié)商在第三方鑒證情況下對，油箱內(nèi)柴油進(jìn)行取樣并送第三方專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)進(jìn)行油品鑒定。

本系統(tǒng)使用的催化劑有非常好的抗硫性，能在350ppm的燃油下至少持續(xù)的工作至少200小時。卡車司機(jī)如果是不小心加了不達(dá)標(biāo)油以后，短時間內(nèi)不會對整個系統(tǒng)產(chǎn)生不可逆的影響。

即使燃油中的硫含量達(dá)到3500ppm，也做過實驗。雖然，大約使用20小時后催化劑還能繼續(xù)工作，但是性能已經(jīng)有明顯減弱。

　　在切換成國五柴油，催化劑可以在350℃以上，大約30分鐘以后覆蓋在催化劑上的硫酸鹽會從催化劑表面除去（SO3&SO4），催化劑也能夠順利的進(jìn)行脫硫再生，性能顯著回升，基本能達(dá)到初始性能狀態(tài)。由此證明，改型催化劑可以最大限度下承受短時間內(nèi)一定高含硫量的柴油。

　　在抽取了100輛柴油車在線監(jiān)控數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，排氣溫度高于350℃的情況也會發(fā)生。此外，如果DOC效果下降，CDPF 再生性能也隨之下降，背壓升高帶動發(fā)動機(jī)排氣溫度升高。我們也可以通過在維護(hù)保養(yǎng)時，對后處理系統(tǒng)進(jìn)行加熱再生，最大限度保證系統(tǒng)的使用壽命不受個別偶然情況所限制。

催化劑抗硫性能的實驗轉(zhuǎn)化圖

天然氣公交車SCR尾氣后處理系統(tǒng)