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国六空气路的布置吧！

▎车辆空气系统布局一

N1类（＜3.5吨）

我们先分析一下气路走向——新鲜空气依次经过空气滤清器、空气流量计、增压器、中冷器、节气门和进气歧管进入燃烧室。

燃烧后的废气从排气歧管分为两部分：一小部分废气经过EGR阀后到EGR冷却器进入到燃烧室；另一部分废气用来驱动增压器涡轮，这部分的废气依次经过涡轮增压器、DOC、DPF和SCR反应箱。

但是当废气经过DPF后，又有一部分废气经过了另一个EGR，直接引入到增压前段。这另外一个EGR是什么呢？又为什么要配这么个EGR呢？

▎高低压EGR系统介绍

DPF后端的EGR被称为低压EGR，与此相对应得我们正常的EGR被称为高压EGR，这主要是根据前后的压力来分的，也有的会称作高低温EGR

既然有了高压EGR，为什么还要配置低压EGR系统呢？

▎低压EGR的作用主要有两点：

1、由于低压EGR的废气的温度和压力较低，能够极大地增加EGR率，从而最大限度的减少NOx的排放，减轻SCR反应箱的负担。

2、低压EGR引入的废气是经过DPF的，所以相较于高压EGR而言更加的洁净，不容易造成对EGR冷却器和EGR阀的堵塞。堵塞和阀卡滞是小车EGR系统中常见的故障，但是在低压EGR的系统中就会极大地降低这种故障率。

目前国六项目中小车和部分轻卡很多都会使用这种布置，那么高低压EGR是怎么工作的呢？

正常情况下，国六中高压EGR只用作快速暖机和低负荷情况使用，在车辆正常运行和高负荷情况下基本上都是使用的低压EGR，两者在一起使用的工况极为少见！

那么两者又是怎么运作的，怎么达成进气量的精准控制的呢？

▎首先我们先看高压EGR：

国六小车高压EGR主要是暖机和冷启动时使用，所以在EGR中冷器前后新新增了旁通阀，且旁通阀的开启与关闭受到水温限制。

1. 当冷却液温度＜60℃时，需要打开旁通阀，快速暖机。

2. 当冷却液温度＞60℃时，废气经过EGR冷却器冷却降温后进入燃烧室。

EGR中冷是EGR系统中非常重要的一环，国六中为了检测其中冷效率，会在中冷后新增一个温度传感器，用于OBD监控，测量废气温度。

再看低压EGR系统——由于在高低压EGR系统中，大部分工况都是低压EGR，所以低压EGR系统设计的更为复杂。

在布置图中，我们可以清晰的看到低压EGR系统中有以下三个主要电气部件：TVA（排气节气门）、压差传感器、温度传感器。

▎为什么需要有排气节气门呢？

排气TVA主要就是在高低压EGR系统中配有，当低压EGR工作时，通过减小排气节气门开度使排气背压增加，增加废气通过低压EGR阀的流速，从而增加流量。

对于安装位置要求，正常安装在低压EGR之后就行，一般有两种，参考下图：

那么对于压差传感器的作用呢？绝大部分人看到压差传感器的位置都会猜测，主要是检测EGR阀和中冷器是否堵塞，用于OBD报错。

不好意思，错了！小轨负责任的告诉各位，压差传感器的作用是作为EGR流量的输入参考值。所以若是遇到国六系统报低压EGR系统流量方面的错误，压差传感器也是需要检查的。

流量相关故障

低压EGR系统流量过小

高压EGR系统流量过小

EGR系统流量过高

低压EGR系统流量过高

高压EGR系统流量过高

除此之外，低压EGR的温度传感器也作为EGR流量的输入量，并且也同样有对中冷效率进行OBD监控的作用。

▎车辆空气系统布局二

N1类（＜3.5吨）

在该类小车和轻卡的空气系统布局中，就没有采用高低压EGR系统。

我们知道，加入低压EGR的作用主要是增加EGR率，减轻SCR系统的负担。要是小车中不采用低压EGR的话，势必要采取其他方案。

比如在该设计方案中，后处理新增了NSC（NOx捕捉器），其重要工作原理与DPF类似，只是DPF捕捉和再生的是PM，而NSC处理的是NOx。不得不佩服国六的设计研发人员，使用NSC来减轻SCR的负担和提高NOx的转化效率，真的是太绝了！

讲解目前国六主流的技术方案。

EGR DPM DOC DPF SCR ASC

国六除了对NOx和PM排放进行了更严格的规定，还规定了CO、HC、NH3等排放限值，同时也会增加对PM排放的监控。

NOx和PM 的生成条件本身就是矛盾的，通过EGR系统减少NOx值的同时PM颗粒物的排放就会增加，为了处理PM颗粒物的排放，上述系统在后处理中增加了DPF（颗粒物捕捉器）用来处理捕捉PM。

但是DPF在捕捉到一定量的PM时（即碳载量），便需要提升排放温度来再生DPF，于是便多出了DPM（博世HCI喷射系统），用于再生时给排气管喷射一定量的燃油，提升DPF的再生温度。

注：上述DPM DPF组件在之前的文章中有专题写过，这边就不再赘述。

该系统的布局是一种主流的国六后处理技术方案，除却ASC之外，各个部件之前都有过详细的讲解，但是唯有一个ASC大家可能并不了解。

那么ASC又是什么呢？

ASC并不是指一个部件，全称为：氨逃逸催化器。由于车辆可能存在尿素泄露、反应效率低等情况，尿素分解产生的氨气可能会未参与反应而直接排出大气。这就需要安装ASC装置已防止氨逃逸。

氨逃逸催化器（ASC）一般安装在 SCR 后端，它在载体内壁使用贵金属等催化剂涂层，用于还原废气中的氨，ASC通过催化氧化作用降低 SCR 后端排气中的氨（NH3）的装置。

1、ASC的主要作用：

将过量的NH3氧化为N2、N2O 、NOX；

NH3 O2→N2、N2O、NOX

同时再催化NOX、NH3反应为氮气N2;

NOX NH3→N2

2、NOX选择性转化效率：

转化效率指的是标准气模拟试验台按指定的工况运行时，ASC入口和出口的NH3排放量的变化率，选择性即产物产量与反应物的转化量之比，计算公式如下：

3、ASC的性能指标

进行NH3转化效率试验，275℃时NH3的转化效率不得低于70%，其余各温度点NH3的转化效率均不得低于80%。

关于耐久性，长期使用的ASC发生老化现象，在ASC的快速老化试验时，老化后的NH3转化效率的下降量不得高于 15%， NOx 选择性转化效率的上升量不得高于 15%。

EGR HCI（燃油计量喷射系统） DOC （c）DPF SCR ASC

该技术路线同上述基本相同，往发动机内部引入低温EGR，减少气体的体积膨胀，这样就可以将更多的废气引入到气缸中，从而限制排放，也有国六会监测EGR的废气温度。

用于DPF再生的HCI燃油喷射系统功能相似于博世DPM系统，实现尾气的升温用于DPF再生。cDPF在我们常说的DPF的基础上增加了内壁涂覆催化剂涂层，充当了DOC的角色，促使部分的CO、HC氧化还原。

DOC DPF(后喷） Hi-SCR

上图就和我们之前的技术路线不同了，取消了EGR，代替的是高效SCR技术。取消EGR，通过调节节气门和EWG（电控废气控制阀）而改善进气量，使气缸进气充分，让燃油在气缸高温富氧条件下可以充分燃烧，将PM颗粒物完全去除。

但对应的就会产生更多的NOX，而高效SCR就需要更高性能的还原尾气。这里有个不同点，排气管上没有安装再生燃油喷射装置，因为这里是通过喷油器的后喷实现再生的。

喷油器在排气行程喷油将燃油顺着尾气送到DOC中燃烧，同样可以满足提升再生温度的要求，但是这样随着排气排出，燃油可能会附着在排气管内壁，有一定的燃油损失，也可能会产生黑烟，相比之下DPM燃油喷射系统的效率会更高。

无/低EGR DOC DPF SCR ASC

在国五当前就有厂家采用EGR的降氮氧原排的技术路线，国六也存在少数使用高效SCR策略，即通过降低EGR率或者不采用EGR技术，保证燃油在气缸中完全燃烧，这样可以有效去除PM颗粒物，提高发动机动力。

但对应的会增加氮氧原排，再通过一种高效的SCR还原技术来反应掉这部分氮氧（所谓的高效SCR即通过适当的增加尿素喷射压力，提高催化还原性能的一种技术，原理同国四/国五大致相同）。

那很多人就会有疑问，Hi-SCR技术取消EGR设计，让燃油充分燃烧，发动机的动力性更强，燃油经济性也会更好，而且只采用Hi-SCR也可以节省EGR和DPF的研发生产成本，为什么不广泛采用这种技术路线呢？

这是因为这样虽然没有PM产生，但所产生的氮氧化物浓度较高，需要相对较高的还原效率来实现，催化还原的技术上比较难实现。

而且随着反应箱使用年限增加，还原效率会越来越低，很难保证排放要求。这也就是为什么没有广泛采用这种技术路线的原因。

EGR NSC （c）DPF SCR

该系统的布置与上其他布置完全不同，取消了DOC，增加了一个新的NSC系统，那么NSC系统究竟是干什么的？

1、基本介绍

NSC（Nox Storage Catalyst）也叫NOX捕捉捕集器，它的功能同DOC较类似，主要是氧化CH、CO等，同时增加了催化剂以降低NOX。目前NSC主要适用于轻卡，大车一般还是采用DOC来氧化碳氢等。

2、工作原理

NSC的工作原理依次是以下3个阶段：

（1）氨存储

氨存储发生在尾气氧含量较大的环境下（即λ＞1），在Pt等贵金属催化剂的作用下，NOX与Ba（CO3）2反应生成Ba（NO3）2，将NOX储存在Ba（CO3）2中。

（2）DeNOX转化

氨存储就类似DPF，持续存储，一段时间后当Ba（NO3）2存储量达到上限，同样需要通过再生来转化掉存储的氨（Ba（NO3）2），通过喷油器的后喷喷油的不完全燃烧生成CO，形成氧含量较少（即λ＜1）的环境，再和存储的Ba（NO3）2还原生成CO2和N2。

（3）DeSOX转化

尾气中同时含有少量的DeSOX，DeSOX的转化一般发生在再生结束后，反应也需要高温以及氧含量少的环境条件，趁着再生的高温将硫化物还原，一般持续5分钟左右。跟Ba（NO3）2的再生不同，它的含量较少，所以不需要很高的再生频率。

3、转化效率

从系统图可以看出，NSC项目一定会在NSC前后加装两个氧传感器，通过测量前后端的氧含量的偏差，来判断NSC对于NOX的转化效率。

既然NSC可以实现NOX的去除，为什么还需要加装SCR系统呢？

上图为NOX转化效率图，蓝色、红色曲线分别为新、旧NSC系统的转化效率，同样在T1温度下，NOX的转化效率已经可以达到很高了。

但是随着系统老化，或者是排温的变化，平均转化效率基本稳定在60%以下，还不足以满足国六法规要求，所以这里依旧需要SCR来还原掉剩余的NOX。

4、常见的NSC系统配置

以上为常见欧六标准的NSC系统配置，以NSC替代DOC系统，NSC cDPF SCR技术为主流，也有部分厂家将SCR尿素喷嘴布置于DPF前端，此时使用的DPF为sDPF即所谓的SCR-DPF，相同的也是在DPF内侧涂覆催化剂涂层，但不同的是sDPF是用于还原尾气的部分NOX。