【知识课堂】“国四”动力，Perkins发动机尾气后处理系统构成及原理

面对即将实施的非道路“国四”排放法规，单纯的机内减排技术已经应付不了严苛的国四标准，发动机尾气后处理系统（After Treatment System）的应用已成为必然。您对目前Perkins发动机的尾气后处理系统的构成及原理了解多少？

“国四”排放限值对比

柴油机主要排放污染物为HC, CO, NOx , PM(颗粒 Particulate Matters), 其中以NOx和PM的污染最为严重，下面就详细介绍Perkins发动机后处理系统如何将这些污染物一一去除。

ATS Overview

柴油发动机运行过程中，产生大量的废气（原排），从发动机排出后，经过波纹管，进入后处理系统，先后经过DOC (Diesel Oxidation Catalyst), DPF (Diesel Particle Filter), 混合器(Mixer), SCR(Selective Catalyst Reduction), ASC/AMOX (Ammonia Slip Catalyst/Ammonia Oxidation).

DOC 柴油氧化还原

DOC 的用途是减少排出气体中的一氧化碳(CO)、颗粒物(PM)的可溶有机成分(SOF)、碳氢化合物(HC) 和产生异味的化合物等，为DPF 提供热量升温，由于DOC内部有铂(Pt)、钯(Pd)等贵金属涂层作为氧化催化剂。柴油氧化催化剂(DOC)最低工作温度约250°C 。催化剂活性随温度升高而增加。

DOC 柴油氧化还原

DPF 柴油颗粒捕集器

DPF 俗称柴油发动机颗粒捕集器，可将排气中的颗粒减少高达90%颗粒物主要由烟灰和灰烬构成： 

烟灰(soot)是不完全燃烧的颗粒。 

灰烬(ash)是石油或燃油燃烧后留下的不燃物残留。 

随着 PM 的不断累积，DPF 两侧的纵向排气压差将会逐渐增大，从而导致柴油机的排气背压增加。影响柴油机正常工作性能。因此，DPF在设计上必须考虑过滤效率、压差损失、耐高温、抗灰分腐蚀、清灰里程等。对累积的PM 进行去除的这一过程被称为DPF的再生。DPF 的再生方式可分为主动再生和被动再生。

DPF 柴油颗粒捕集器

Mixer混合器

混合器的作用是将尿素喷嘴中喷射出来的尿素与从DPF出来的废气充分混合，并将大的尿素颗粒分成较小的尿素颗粒，使后续SCR充分反应。

Mixer混合器

SCR选择性催化还原

选择性催化还原(SCR)，其原理就是在含有NOx的尾气中喷入尿素，分解产生氨气(NH3)于NO或NO2发生反应，产生无害的氮气(N2)和水。 

选择性催化还原 (SCR) 

SCR选择性催化还原

ASC/AMOX氨逃逸捕捉/氨氧化

废气经过SCR后，NOx被氧化成N2和H2O，但是不可避免的会有未反应的氨气逃逸出来，如果不及时去除，将会被排放到大气中成为新的污染物，因此在SCR后，还有一块催化剂用于捕捉氨气。经过ASC/AMOX捕捉后，氨气被氧化分解。这时，经过整个ATS处理的尾气将会被排放到大气中。

以上就是Perkins后处理系统的原理介绍，希望对大家能有帮助。

（本文来自：利星行机械发动机平台）

责任编辑：Yaodl