一，氮氧化物是現(xiàn)階段柴油機的主要污染源

　　氮氧化物對于環(huán)境的污染與黑煙對于環(huán)境的污染一樣嚴重，甚至更加可怕。因為空氣中的氮氧化物氣體被人吸進去以后會變成硫酸類物質腐蝕人體呼吸器官。

　　最可怕的是氮氧化物氣體我們人體根本上感覺不到，看到黑煙我們會捂住口鼻。對于無法感知的氮氧化物氣體我們只能被動“接收”進體內。

　　所以，氮氧化物排放就成了各國緊盯的最大的“妖孽”。也是現(xiàn)在柴油發(fā)動機讓人們詬病的主要原因。同時氮氧化物排放也是柴油機尾氣排放升級所要解決的最最關鍵的難題。

　　現(xiàn)在，如果哪個車冒大黑煙我們都會認為他污染了環(huán)境，必須將冒黑煙的車淘汰!柴油發(fā)動機燃燒做功過程中黑煙越大則氮氧化物排放越少，反之氮氧化物排放越多則越不會冒黑煙。

　　所以，國三之前的車很容易冒黑煙，但是氮氧化物排放極少。到了國四國五因為逐漸提高了燃燒效率，所以冒黑煙的現(xiàn)象大大減少，同時氮氧化物排放卻越來越多。

　　二，國四國五階段氮氧化物排放處理技術

　　國五之前的技術路線是努力去提高燃燒效率，讓發(fā)動機盡量在高效燃燒區(qū)域工作，燃燒效率越高碳煙顆粒物(黑煙)會越少，但同時會產(chǎn)生更多的氮氧化物。

　　大量產(chǎn)生的氮氧化物通過外掛的SCR系統(tǒng)(選擇性催化還原技術)來消滅它(拋除法律規(guī)定，卸載這套系統(tǒng)之后對于發(fā)動機正常工作沒有任何影響)。

　　所以，大家聽說的“尿素消耗越多越省油”。這句話是對的，因為如果系統(tǒng)認為需要多噴射尿素溶液的時候，一定是發(fā)動機氮氧化物排放更多，燃燒效率更高的時候。

　　國四國五這套方法的優(yōu)點是：

　　1.高效燃燒可以大量減少碳煙顆粒物(黑煙)的排放，同時也更省油。

　　2.外掛SCR系統(tǒng)消滅氮氧化物的時候對于發(fā)動機做功燃燒沒有任何影響。

　　國四國五這套外掛SCR系統(tǒng)的缺點也很明顯：

　　1.氮氧化物催化轉化效率較低，最高也只能達到百分之八十左右。主要是尿素溶液氣化成氨氣的過程，氨氣和氮氧化物氣體催化轉化成氮氣和水的過程都需要較高的溫度。

　　而國四國五對于SCR系統(tǒng)正常催化轉化所需要的排氣管溫度的調節(jié)與保持是很難達到的。(說點題外話，國五比國四尿素噴射量要大，從系統(tǒng)可靠性來講完全應該將催化箱之前，增壓器之后的排氣管包覆，但是真的搞不懂有些廠家為什么不包)

　　2.沒有與發(fā)動機實現(xiàn)閉環(huán)控制，尿素噴射量的多少與氮氧化物實際催化轉化效率沒有聯(lián)系。這句話可以這樣理解：尿素系統(tǒng)只管噴射尿素，至于有沒有完全催化轉化SCR系統(tǒng)是不知道的。

　　所以，很多時候會發(fā)現(xiàn)尿素噴射正常，發(fā)動機還在一直報警說后處理排放超限值。此時，要么尿素在排氣管里結晶要么順排氣管排出大氣污染環(huán)境。

　　三，國六階段對于氮氧化物的解決方法

　　對于氮氧化物排放的處理國六主要還是依靠SCR(選擇性催化轉化技術)，也就是我們常說的尿素系統(tǒng)。國六SCR系統(tǒng)(選擇性催化轉化技術)普遍采用銅基體的催化器，銅基催化箱低溫催化性能好，耐高溫性能也很好。

　　國六階段因為DPF需要再生，而DPF再生溫度可以達到650°，原來國四國五階段采用的五氧化二釩基體的催化器超過500°會高溫退活。也就是高溫會失效損壞，銅基催化箱可以保證700°高溫下不會退活(損壞)。

　　國六階段增加了一個尿素溶液“混合器”，其主要是針對之前尿素溶液在排氣管里面容易聚集結晶的問題和尿素溶液無法和廢氣充分混合的問題。

　　我們知道尿素溶液噴射進排氣管以后，最佳狀態(tài)就是馬上氣化，然后和廢氣充分混合，這樣對于尿素溶液利用率最高。

　　國四國五之前采用的是一個擴散器，就是一個喇叭口。實踐看來其作用不大，國六采用的尿素溶液混合器有兩種：一種是螺旋式，一種是格柵式。

　　國六階段對于排氣溫度低的工況下普遍采用進氣節(jié)氣門，排氣節(jié)氣門，增壓器電控旁通閥來控制發(fā)動機的進氣量，控制多余的空氣參與燃燒就可以控制氮氧化物排放量。通過這三個零部件單獨或者組合使用達到控制空燃比的目的。

　　同時，也可以達到提高排氣管溫度的目的。溫度達標的情況下，尿素溶液就可以充分發(fā)揮它的作用，盡量多的將氮氧化物消滅，簡單點說就是發(fā)動機排氣溫度全程達標的情況下SCR系統(tǒng)的總的轉化效率就高，這就是康明斯所說的“高效SCR”的核心。

　　同時，空燃比變小的情況下，氮氧化物排放也會下降。對于尿素溶液的需求量也會下降，改善了SCR系統(tǒng)的壓力，這就是康明斯“智慧大腦2.0”技術。

　　當然，進氣量變少，空燃比變小，減少了氮氧化物排放的同時顆粒物(黑煙)排放的幾率會增加，但是，因為有DPF顆粒物過濾器的存在，DPF的存在就相當于給整個系統(tǒng)在托底。國六就是通過這樣一些技術達到了氮氧化物排放和顆粒物排放的平衡。

　　對于我們開車的司機來說，盡量讓發(fā)動機通過正常燃燒的尾氣讓排氣管溫度早點達標，如果特意小油門，排氣管溫度遲遲無法起來，系統(tǒng)就會讓發(fā)動機在低空燃比的條件下運行，低空燃比燃燒工況下油耗會變大，同時產(chǎn)生的顆粒物會堵塞DPF。

　　最后還需要噴油將這些顆粒物再生，真的是得不償失了!有人說國六階段開車的司機不只是關注水溫，機油溫度，排氣溫度也要關注到!可能真的會是這樣!

　　四，關于EGR技術

　　國六階段有許多廠家采用了廢氣再循環(huán)技術(EGR)來輔助控制氮氧化物排放。EGR技術就是將排氣管燃燒過的廢氣引入一部分進入發(fā)動機氣缸，減少新鮮空氣進入氣缸，這些廢氣比氣缸噴油燃燒時候的溫度低很多，還可以吸收熱量。

　　這樣就可以達到降低氮氧化物排放的目的，(很顯然，這跟我們需要的節(jié)油，高效燃燒是背道而馳的)。

　　對于EGR這個東東很多人應該不陌生，從國三開始它一路如影隨形的跟我們走到了國六。當然，國六的EGR技術和國三時候的EGR技術是不能同日而語的。

　　我記得國三最簡單的EGR就是通過一個小氣罐推動一個閥片開閉，讓進氣壓力高的時候進一點廢氣，這個東西估計沒有一個能用到車輛報廢的。

　　在排氣管這個高溫，高腐蝕的環(huán)境下工作的零部件對于材質要求高，故障率當然也很高，康明斯公開講因為這些因素才讓它(康明斯)決定在中國的國六放棄使用EGR技術。

　　EGR技術的難點很多，首先，你必須得讓這些廢氣和新鮮空氣還有柴油充分混合，才不至于讓柴油噴入沒有分散的廢氣氣團里面無法燃燒從而冒黑煙。不要以為天然氣，汽油機用這個很好很合適。

　　像天然氣發(fā)動機，汽油機用這個EGR技術，說到底它是幾種氣體的混合，難度系數(shù)肯定要小得多。

　　柴油機為了柴油和空氣的混合更充分，高壓共軌技術一路讓軌壓達到了2500bar，即使這樣也有冒黑煙的時候。再加上廢氣的混合。這三種物質的充分混合就難上加難了。

　　國六EGR技術為了讓廢氣對于發(fā)動機的正常燃燒的影響降到最低，一般采用的是低壓(也叫低溫)取出廢氣，通常在DPF出口取廢氣。

　　因為經(jīng)過DPF過濾之后的廢氣比較干凈，因為遠離發(fā)動機，廢氣的溫度也較低。取出來的廢氣再經(jīng)過EGR冷卻器降溫之后送入增壓器進口前面，這樣做的目的是可以讓廢氣和新鮮空氣可以混合的更充分。

　　即使這樣，廢氣占新鮮空氣的比值最多也只能有百分之十幾。廢氣進的多了會影響發(fā)動機的性能。這就是國六的“低EGR率”技術。

　　EGR作為SCR技術的補充，它倆協(xié)作可以很好的將氮氧化物排放降低到國六法律法規(guī)規(guī)定的水平。

　　但是，國際上的大佬們已經(jīng)開始不采用EGR技術了，經(jīng)驗告訴我們，這就是發(fā)展方向。康明斯作為EGR技術的先行者，對于EGR的利弊它應該看得最清楚。

　　國內有部分廠家已經(jīng)推出來了不采用EGR技術的重卡，希望國產(chǎn)柴油發(fā)動機技術能夠緊跟時代潮流。