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全国共有黄标车1300余万辆,约占汽车保有量的10%,而排放的污染物占汽车污染物排放总量的50%左右。根据工业和信息化部2014年第27号公告,今年1月1日起,在全国强制执行柴油车国IV排放标准,低于国IV排放标准的商用车将不能生产和销售。

  柴油车尾气污染问题一直以来都广受诟病,因此,黄标车和老旧车型的淘汰被定为“硬性指标”。而目前国内排放水平低于国III排放标准的柴油车,被称为“黄标车”。
  那么目前国IV柴油车型的推广情况如何?是否面临技术屏障?
  《每日经济新闻》记者调查发现,从发动机技术上来看,升级国IV或国V目前已不具有技术难题,但尾气过滤装置的成本较高,是推广中的一个待解难题。
  成本高致推广不尽如人意
  “马力相近的国IV车大约比国III车价格高两到三万元。”一位商用车领域的技术向《每日经济新闻》记者介绍称,相较于国III车,国IV车在购买成本上相对较高,而由于国IV车在尾气处理时需要用尿素,因此会增加一定的使用成本,这些原因导致国IV车推广并不尽如人意。“国IV车型升级到国V,需要两层尾气净化装置,大致相当于国III升级国IV的两倍净化,但是如果油品中含硫量过高,就会造成催化剂(即触媒)中毒,令尾气排放净化的效果大打折扣,甚至失效。”一位从事发动机技术研究的人士告诉《每日经济新闻》记者。
  一位重卡企业的人士告诉记者,从技术路线上看,SCR和DPF(柴油机尾气排放颗粒过滤器)都是尾气处理装置,而使用哪种净化装置的技术路线取决于发动机本体的结构和优化性能,取决于发动机排气中氮氧化物与颗粒物的比例,并对比发动机的匹配性以及成本控制等多方面产生影响。“我们现在有加装了DPF的产品。”东风商用车的一位相关技术人员对记者表示,对于加装DPF和升级柴油国V排放标准,国内大部分商用车企并无技术障碍。DPF技术主要用于柴油车国V排放标准的产品,而目前国内大部分地区强制性的排放标准是国IV,满足国V标准的DPF由于成本更高,只在产品中有配备,而这一部分产品销量有限。
  配套油品质量有待提升
  《每日经济新闻》记者了解到,目前,我国主要将SCR(选择性催化还原)技术作为重型柴油车实现国IV标准的主流技术,然而在这一技术下,对油品的质量也有同样的要求。
  据了解,质量较低的柴油中硫含量一般过高,这对于SCR将造成一定的损害,长期使用会影响尾气处理的能力,甚至导致净化功能的失效。
  资料显示,2013年7月开始供应国III标准的油品。其中,中石化2014年10月1日起提前启动置换国IV、国V汽油,其中上海、江苏沿江八地市及广东6地市开始置换国V汽油,其余省区(市)提前3个月开始全面置换国IV汽油。但是,国IV标准的柴油面向全国供应则是遥遥无期,难以满足新标准下柴油发动机和尾气后处理装置的要求。
  不仅如此,据媒体报道,目前国内尿素基础供应设施还并不健全,很多城市的部分地区经常没有尿素可加,尿素溶液加注设施迟迟不到位或者加注不方便对国IV车辆的使用也造成一定影响。
  据中央电视台报道,国家标准委发布第五阶段车用柴油国家标准,规定每千克柴油硫含量不超过10mg,将于2018年1月1日起强制实施。
  另据北京市的消息,今年底前新增重型柴油车全面实施国家第五阶段排放标准,不达标车辆“不得在京销售和登记注册”。
  由此来看,在更为严苛的排放标准面前,既需要更为严格的执法力度,还需要商用车企在技术上进行全面升级,以及配套油品质量的提升,这才是成为解决尾气环保难题的必要条件。
车用尿素是指尿素浓度为32.5%且溶剂为超纯水的尿素水溶液,原料为尿素晶体和超纯水。重型卡车、客车等柴油车要达到国四排放标准,在尾气处理上就要选用适合的SCR系统,而这项系统利用尿素溶液对尾气中的氮氧化物进行处理。因此,车用尿素溶液成了重型卡车及客车达到国四排放标准的产品。SCR是我国减排的优选择。目前国内现行的柴油国标GB19147-2009要求含硫量≤350ppm,而ECR-DOC技术要求油品含硫量在10ppm以下,因此在中国暂不具有推广条件。SCR则可耐350ppm的含硫油品,因此有推广的技术基础。由于采用SCR技术的国四发动机燃油经济性比EGR技术好、对发动机改动小、对燃油和机油要求较低、在技术升级连续性上具有优势、SCR催化器耐久性好且不存在催化器堵塞的风险,因此SCR技术是适合我国国情的重型柴油车减排技术路线。我国已经通过型式核准的重型国IV柴油发动机几乎全部采用SCR技术。SCR尾气处理系统已成为我国国IV重型柴油车的必然选择,由此也将带动车用尿素溶液的发展。

  车用尿素是浓度为32.5%且溶剂为超纯水的尿素水溶液,生产原料为尿素晶体和超纯水,其关键点在于原料纯度。从生产工艺来看,虽然车用尿素对原料纯度要求一般工业用需求,但目前国内工艺已然可以满足实际应用需求。车用尿素的生产工艺不足以构建高进入壁垒。

  国内车用尿素主要是从工业尿素提纯得来,其主要原理是:1)在温度70-75℃时,尿素在水溶液中发生水解。2)在温度30℃以下时,尿素重新从水溶液中结晶出来。3)每水解结晶一次,其纯度会得到大幅提高,一般利用工业尿素水解结晶一次,就可达到车用尿素标准要求,其产出比例为1.5:1。

  车用尿素使用电子行业超纯水。车用尿素的由于SCR催化剂载体极易发生金属离子中毒从而失去催化效果,因此车用尿素溶液使用电子行业超纯水(电阻率≥18MΩcm)。车用尿素溶液会在-11℃下开始结冰,实际使用中在-20℃时会完全上冻。目前技术是通过加入改性剂降低溶液凝固点、外加加热装置等手段防止溶液凝固。

  车用尿素溶液(AdBlue)是用不含其他任何添加物的高纯尿素和纯水一起配制的溶液,该溶液中尿素含量为32.5%(质量分数)。国内外重型柴油机厂家大多数采用了SCR(选择性催化还原)技术来满足欧IV、欧Ⅴ机动车排放标准的要求。选择SCR技术的的车辆添加尿素溶液作为催化还原剂,使车辆达标排放。

  柴油发动机尾气处理液(俗称为:汽车尿素,车用尿素,汽车环保尿素),在中国和欧洲称为AdBlue,在美洲称为DEF,在巴西称为ARLA32.AdBlue是由成分为32.5%的高纯尿素和67.5%的去离子水组成的高纯度透明液体,有淡淡的氨水气味。如果溅出,水分蒸发并形成结晶。AdBlue用于配有SCR(车用选择性催化还原尾气后处理)系统的轿车、卡车、客车和重型非道路使用柴油发动机车辆,是SCR技术中要用到的消耗品,与SCR催化剂一起将柴油发动机排放的有害氮氧化物转换成无害的水蒸气和氮。SCR系统的主要组成部分包括催化剂,AdBlue注入装置,AdBlue容器和AdBlue剂量控制器。几乎所有欧洲、美国和亚洲,包括中国的重型汽车制造商也为车辆配备选择性催化还原系统并配以AdBlue工作液,以达到新的氮氧化物排放标准(如欧四、欧五)AdBlue和SCR技术共同作用下,能优化发动机性能和燃料消耗,减少柴油消耗可高达6%,显著降低成本。AdBlue的平均消耗量是一般柴油消耗量的5%,约为高速公路驾驶每100公里消耗1.5升。AdBlue只可使用于配置SCR系统的引擎组合,因为它既不是燃料,也不是燃料添加剂。AdBlue执行符合ISO22241,DIN70070和CEFIC规章内的标准,以确保SCR系统有效运行。AdBlue对环境没有危害,并分类为低风险的可运输液体。加注车用尿素溶液就等于加油一样简单,就算溅在手上,只要用清水冲洗便可。

  车用尿素溶液适用于奔驰BlueTECGL320/GL350/GL550、奥迪Q7、沃尔沃、福特F150、F350、F450、F650、CDI、BlueTec、途锐等进口柴油轿车、斯堪尼亚等欧四、欧五排放的柴油车;也适用于BenzActors商用卡车。奔驰卡车Actros系列、Axor系列、Atego系列、Unimog系列、Zetros系列。除此之外,还适用于国产康明斯、雷诺、玉柴、潍柴、福田、锡柴等欧四、欧五排放标准的卡车、客车。

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