国四发动机介绍修改版

组份 添蓝（尿素水溶液）成分 （GB 29518-2013） 最小 限值
31.8 1087 1.3814
特点：
无毒、无污染、无爆炸性、不易燃；有刺激性气味 使用适宜的运输与储存设备，不会对使用者造成不便 在50摄氏度以上容易结晶淅出
最大 限值
33.2 1093 1.3843
尿素质量百分比 密度（kg/cm3） 的折射率
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SCR路线及主要零部件
SCR路线的主要零部件：
压缩空气滤清器： 作用是过滤压缩空气中的杂质，为添蓝
喷射泵提供纯净的压缩空气。
注意： 垂直安装，管路的方向应与滤清器箭头一致 防冻液电磁阀： 作用是通电打开电磁阀，为添蓝罐提
供热的防冻液，防止添蓝罐、喷射泵内的
添蓝结冰。 注意： 电磁阀朝上安装，管路的方向应与电磁
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DOC+POC路线及主要零部件
DOC+POC路线的主要零部件：
空气质量流量计： 空气质量流量计安装于整车空气滤清器与发动
机进气歧管之间，可以测量进入发动机的新鲜空气
流量，用于EGR系统的流量闭环控制及发动机瞬态 过程冒烟限制控制。 注意： 空气质量流量计安装方向不能接反，应按照产 品外壳上气流指示方向安装； 空气质量流量计应远离高温器件，应避免受到 电磁干扰。
温度传感器： 作用是为DCU提供消声器中排气温度信号。 注意： 催化器前后温度传感器插接件不同，安装时 请辨别催化器进出口温度传感器的位置。
图2-1-7 催化器后温度传感器 图2-1-6 催化器前温度传感器
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SCR路线及主要零部件
SCR路线的主要零部件：
添蓝：
添蓝，32.5％尿素的水溶液。
打开电源总开关，上电后先至最大位置，然后
回落至实际液位指示，当尿素表的液位指针在红区
时，需检查尿素灌中尿素液的容量是否满足要求。
或
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国四整车仪表
尿素液报警指示灯：
此指示灯亮时，表示尿素罐中尿素过少，需要
按要求加注尿素。
或
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为把福田汽车打造成 中国第一个世界级汽车品牌而奋斗
① 客车、N2、N3类以上选择SCR路线为主（安装空间足够， 油耗低，节约费用效果明显）； ② 乘用车、N1、N2类选择EGR+DOC+POC路线为主（安装 空间紧张，油耗稍高，但购车成本节约明显）。
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SCR路线及主要零部件
典型的SCR路线：
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SCR路线及主要零部件
SCR路线的主要零部件：
尿素喷射泵： 作用是为向排气管（混合器）定时提供
用颗粒捕捉器过滤掉发动机排气中的颗粒物。
SCR技术：是将添蓝（浓度32.5%的尿素水溶液，纯净度极高，
杂质含量标准专门规定）喷入发动机排气管，尿素受热水解成氨气，
氨气和NOx在催化器的作用下反应生成无毒的氮气和水。该技术路
线是用改进燃烧的方法，使发动机燃烧更高效更彻底，使颗粒排放 降低到法规限值以内，然后用SCR后处理系统处理掉排气中NOx。
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典型国四发动机技术路线
国Ⅳ即将实施
PM [g/kWh]
美国
US 2004
0.16 0.12 0.08
欧洲
EU 3 (2000)
EU 4 (2005)
US 2007 2010
0.04 EU 5 (2008)
NOx [g/kWh]
5
4
3
2
1
JP 2005
JP 2008
1 0.04
2
3
4
5
NOx [g/kWh]
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国四整车仪表
后处理硬件故障灯：
打开电源总开关，将钥匙开关旋至ON档，后处 理硬件故障灯带MIL或OBD字样，MIL或OBD灯上 电后一直点亮，发动机启动后10S内熄灭为正常， 10S后不熄灭，表示后处理系统硬件有故障，需要检 查后处理系统的硬件故障后灯方熄灭。
或
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国四整车仪表
尿素液位指示表：
到欧Ⅴ与欧Ⅲ同样的， 增压系统
不需 只需用CF-4级润滑油 相对欧三省油5%左右 需要尿素水溶液 因增加尿素喷射系统， 整机成本高 对整车布置空间要求高
2 3 4 5 6 7
冷却系统 润滑系统 燃油消耗率 还原剂 成本 整车布置
8
13
油品
要求高
要求不高
典型国四发动机技术路线
• 在国4发动机技术路线上的选择：
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DOC+POC路线及主要零部件
DOC+POC路线的主要零部件：
压差传感器： 压差传感器可监控氧化颗粒捕集器压降变化情 况，主要用于OBD诊断功能。 注意： 为保证压差传感器中没有水汽凝结，接口应该 尽量垂直向下安装。
高压取气口与捕集器前端压力取样口连接,低压
取气口与捕集器后端压力取样口连接。安装错误会导 致整车故障灯点亮并启动减扭矩功能，进而影响整车 正常运行。
应用方面
需要含硫量低的燃油 要考虑发动机和DPF系统的可靠性 POC+DOC集成在消声器中
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典型国四发动机技术路线
SCR后处理技术路线的特点
技术方面
欧3标准的发动机设计 需要高压燃油喷射系统 需要尿素计量系统
优势
对燃油质量不敏感
使用油耗更低
劣势
发动机、整车增加成本高 需要定期添加尿素 尿素与燃油的使用比值是1：20 尿素用1升，对应消耗20L燃油
EGR阀： 将柴油机的一部分排气经冷却后再送回发动机
气缸，参与燃烧过程，降低了混合气着火温度，同
时，引入EGR后缸内混合气含氧量减少，使燃烧速 率和放热速率减小，有效的降低NOx排放物的生成。
EGR冷却器： 将流经的废气通过热交换方式冷却至合适的温 度后进入到发动机。
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DOC+POC路线及主要零部件
定量、加压的添蓝。
注意： 安装计量喷射泵时，应使压缩空气电 磁阀接口在上部。 应保证计量喷射泵清洁，灰尘、碎屑 等异物进入计量喷射泵内部，会引起故障， 严重时可造成泵停止工作，导致OBD系统 报警并限制发动机动力输出。
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SCR路线及主要零部件
SCR路线的主要零部件：
催化消声器：
作用是催化氮氧化合物的还原反应、防止氨气
氨碱质量百分比
缩二脲质量百分 比 乙醛（mg/kg） 不溶物（ mg/kg ） 磷（四氧化磷） （mg/kg） 钙（mg/kg） 铁（mg/kg） 铜（mg/kg） 锌（mg/kg） 铬（mg/kg） 镍（mg/kg） 铝（mg/kg） 镁（mg/kg） 钠（mg/kg） 钾（mg/kg）
0.2
0.3 5 20 0.5 0.5 0.5 0.2 0.2 0.2 0.2 0.5 0.5 0.5 0.5
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典型国四发动机技术路线
电控—高压共轨系统结构
电控共轨燃油系统示意图
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典型国四发动机技术路线
电控—单体泵系统结构
电控单体泵燃油系统示意图
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典型国四发动机技术路线
两种电控燃油喷射系统对比：
高压共轨
喷射压力 多次喷射 全转速内高压喷射 喷油压力柔性控制 噪声 应用车辆 低 好 好 好 好 中、轻型卡车，轿车
泄漏在大气中容易导致结晶，形成白色晶体。
具有腐蚀性，腐蚀 软金属、某些聚合物及水泥，容器需 用不锈钢、铝或聚乙烯材料 在零下11摄氏度时开始结冰，如车辆在寒冷气候运行， 可能需要加热罐/管路
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DOC+POC路线及主要零部件
DOC+POC路线：
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DOC+POC路线及主要零部件
DOC+POC路线的主要零部件：
DOC+POC路线的主要零部件：
氧化颗粒捕集器： 氧化颗粒捕集器集成了氧化催化器（DOC） 和部分流微粒捕集器（POC）两个催化单元，其 主要作用是催化转化发动机废气中的HC、CO等 气态排放物、一部分可溶性有机物（SOF）及捕
集排放物中的碳烟颗粒。DOC+PPF和消声器集成
封装。 注意： 务必保证按照铭牌（或筒体）上标识的排气 箭头方向安装该装置；
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典型国四发动机技术路线
实现欧Ⅳ的技术措施之二：EGR+DOC+POC
技术方面
新发动机设计/ EGR 系统 需要增加冷却系统容量 需要高压燃油喷射系统 需要适应高原性的开发
优势
相对SCR，发动机成本低 整车改动小、配套方便 使用过程简单
劣势
对燃油质量敏感，燃油硫含 量≤350PPM 使用油耗高于SCR
国 国Ⅴ(未实施 Ⅳ(2013) 0.08 ) 国Ⅲ(2008)
0.12
国Ⅱ(2003)
日本
JP 2003
0.16 0.20
中国
PM [g/kWh]
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典型国四发动机技术路线
国Ⅲ发动机向国Ⅳ过渡的难点是PM和NOx排放同时大幅度降低。目前柴 油机排放控制可分为三部分组成：机前处理，机内净化以及机外净化(后处 理)。 机前处理是通过改进燃油品质（如含硫量等），主要降低PM排放； 机内净化通过优化燃烧室，改进进气系统以及先进的燃油喷射技术等， 以改善燃烧，减少PM和NOx生成。主要体现在机械泵向电控喷射方向发展。 机外净化指利用各种过滤净化装置或催化转化器，对排气进行处理。目 前国内研究和应用最广泛的主要后处理技术有 SCR 技术和 EGR+DOC+POC 技术。
电控单体泵
高 差 差 差 差 中、重型卡车
排放潜力
系统复杂导致用户适应性 燃油品质适应性 可靠性
好
差 差 差
好
好 好 好
维修成本
对用户使用的便利性
高
差
低
好
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典型国四发动机技术路线