【票友說車番外篇】國四減排系統(tǒng)“葵花寶典”

這是日本特定特殊車輛排放規(guī)制，大家都見過吧？國四=日本14年排放規(guī)制=歐洲Stage IV=美國Tier IV Final。只是國內的標準更寬松，對37千瓦以下沒有限制。非道路移動機械國四其實就是玩卡車的人所熟悉的“國五”。所以咱們可以以此為基準來聊聊國四。

ZX200-6

  萬萬沒想到，一紙公文，竟如晴天霹靂般讓全國工程機械的相關行業(yè)為之震動！我相信，這所謂的“非道路第四階段標準”一下來想必把工程機械相關行業(yè)從業(yè)者們嚇到了。論壇里面天天充斥著各種亂七八糟的問題：國四排放什么時候開始實施？國四的機器有什么區(qū)別？國三的機器會不會淘汰？
  別人咱先不管，但操作手的問題咱得解答。奈何大家對于這件事兒根本沒概念。很不幸，我也沒有。但好在咱們還有國外排放標準的“成功經驗”，這回咱們就聊聊符合歐洲、美國和日本標準的機器上的這套“減排系統(tǒng)”吧！順帶看看靚機！太過專業(yè)的內容咱也不提（絕世武功和太監(jiān)高手之類的自然也是沒有的），但本帖可以為有意愿購機或有操作國四機器需要的人提供參考，順便科普一下原理。

SK210DLC-10

一.“減排系統(tǒng)”原理篇
  國四工程機械的“減排系統(tǒng)”可以簡單地分為兩部分：DPF和SCR。這兩套裝置各司其職。另外，“減排系統(tǒng)”中也可能包含起輔助作用的DOC。
1.DPF/DPD
  DPF，你也可以叫它DPD，意為“柴油顆粒過濾器”（Diesel Particulate Filter）是以過濾柴油燃燒渣(以下簡稱PM)產生的微粒子物質（俗稱渣子，學名PM）為目的而制作的。簡單來說，DPF算是一種特殊過濾器，捕捉柴油的燃燒渣并利用大油門時較高的尾氣溫度再次燃燒，最后釋放較干凈的（PM量減少）廢氣。其原理比較簡單，只有氧化和燃燒兩個基本步驟。其中氧化催化部分叫做DOC，主要作用就是輔助DPF。
2.SCR
  “SCR”的意思是“選擇性催化還原”(Selective Catalytic Reduction) ，主要針對的是大氣污染物中最可怕的存在之一：氮氧化合物（以下簡稱為NOx）。尿素SCR系統(tǒng)由氧化催化劑、SCR催化劑和尿素水噴射裝置等構成。其基本原理是先用前段的DPF凈化廢氣中的PM。接下來噴射尿素水，通過從尿素水中獲得的氨和SCR催化劑的作用，將NOx還原為無害的氮和水，進而減少NOx的排放。
3.DOC
  DOC，即柴油氧化催化劑（Diesel Oxidation Catalyst）的作用是促進氧氣對廢氣成分的氧化。DOC的存在就是為了利用廢氣中的氧氣氧化廢氣中的污染成分。DOC是一種用于提高DPF內柴油顆粒燃燒效果的顆粒氧化裝置。相比DPF和SCR，DOC更多的是起到輔助作用，你可以把它理解成是“增強DPF和SCR的效果”的設備。
  值得注意的是，不同功率段的“減排設備”也不盡相同。37-75千瓦功率段主要采用的技術路線是加裝DPF；75-130千瓦功率段主要技術路線是加裝DOC和DPF；130-560千瓦功率段主要技術路線是加裝DOC和DPF外加SCR。升級成本約占總成本的10%-15%。37千瓦以下功率段的柴油機，技術上只需要進一步優(yōu)化進氣、燃油噴射系統(tǒng)即可，成本在量產的情況下幾乎可以忽略不計。說白了就是根本不加限制，比國外標準寬松很多。

DPF+SCR示意圖
翻譯：すすフィルター：碳灰過濾器（firuta- filter）；タンク：水箱（tanku-tank）；アンモニア：氨，尿素主要成分（anmonia-ammonia）；制御ユニット：控制單元（yunitto-unit）；基準をクリアした：達到了標準（kuria-clear）；ガス：氣體（gasu-gas）；觸媒：催化劑，中文也有此說法；窒素：氮氣；酸素：氧氣；酸化：氧化。括號里的都是外來詞日文羅馬音-英語寫法，好在英文詞匯都還沒超綱。剩下的日文漢字應該都還能看懂吧……

DPF+SCR的兩個“罐子”（HD820-7）

二.尿素水使用篇
1.尿素水的處理
  千萬不要用水稀釋尿素水，也不要摻入添加劑。如果尿素水有水分，那排放的氣體就有可能不滿足檢查標準，而且發(fā)動機大概率會趴窩！而且必須加注符合機器標準的尿素水，日本機器一般要求必須使用符合國際ISO 22241標準的尿素水，國內尚不明確。反正你只要按照要求保證尿素水的質量就行了。
2.尿素水的保存
  尿素水容器要保持密封，長期儲存需要保證陽光不直射且通風良好。而且不能混入異物。尿素水需要專用容器（聚乙烯或是不銹鋼）。尿素的溫度最好保持在-11度至35度。值得注意的是這玩意兒還有保質期。
3.尿素水的補充
  要注意清掃尿素水箱的蓋子及給水口周邊、尿素水容器和補給裝置。注意不要讓灰塵等異物進入。尿素水如果粘在你的機器上，請用抹布等清潔。如果不清理的話尿素成分會結晶化，很難去除。挖機的外觀就是司機的臉面，所以不清理也說不過去吧……當尿素結晶而難以擰緊瓶蓋時，應該用晶棒去除。
PS：尿素水聞起來有一股淡淡的年久失修的公共廁所的“芳香”，非常帶勁兒！就是不知道喝起來味道怎么樣（免責聲明：嘗試者后果自負）……

位于原工具箱位置的尿素箱（ZX200-6），工具箱換了個地方

尿素箱裝在工具箱里面（HD820-7）

三.操作篇
1.自動/手動/強制再生
  一整套“減排系統(tǒng)”都是自動化的，在一定條件下（較高轉速）會自動進行再生。顯示屏上會顯示剩余尿素量和再生狀態(tài)（自動再生/清潔中）。手動再生是選配的，日本人很少用，在歐洲機器上比較普遍。手動再生只建議在以下情況下使用：怠速、小油門駕駛較多的情況；頻繁啟動、停止引擎時；在氣溫非常低的狀態(tài)下運行的情況；低負荷駕駛較多的情況（比方說混臺班）；由于油品較差等原因造成自動再生失效的情況；在發(fā)動機冷機狀態(tài)下運轉、停止的情況較多時。一般來說需要10-30分鐘，期間保持全油門運轉。DPF的強制再生需要在經銷商或特定的維修工廠使用專用測試儀等進行。是強制將DPF內部上升到接近600度，再燃燒DPF內殘留PM的方法。至于SCR內部由尿素結晶所造成的堵塞則只能清理。
2.熱機狀態(tài)下才能使用
  在冷機狀態(tài)下發(fā)動機持續(xù)運轉的話，尿素水無法和NOx發(fā)生反應并結晶。只有在熱機狀態(tài)（較高轉速）下尿素才能充分反應。DPF也需要較高轉速才能自動再生。
3.禁止突然熄火
  發(fā)動機停止時，排氣管內的空氣會流入尿素水泵?？諝夂湍蛩厮臏夭畲髸r，尿素水泵內殘留的尿素水會干燥結晶。在發(fā)動機停止前要注意充分冷卻。再生過程中如果突然停止發(fā)動機也可能會造成DPF堵塞。
4.不能頻繁添加尿素
  在尿素箱內的尿素水還沒用掉多少的情況下就往死里灌的話，再生程序可能判斷為“尿素水沒有減少=故障”，功率輸出可能會受到限制。所以必須在尿素水減少一定程度的狀態(tài)下再補充。

儀表右一，最小的那個就是尿素余量（日立新款ZX175W-7）

顯示屏上有尿素剩余量（PC138US-11）。尿素不足時會降功率哦！

絕對不能在大油門狀態(tài)下突然熄火，可能會導致尿素結晶。到時候清理起來想必會讓你崩潰！

手動再生按鈕（神鋼新款SK210LC-11）。歐洲人之所以鐘情于手動再生，其實是因為天氣寒冷！

DPF/DPD強制再生監(jiān)控畫面

四.禁忌篇
  這個部分是為國內操作手量身定制的。我了解過國內一些日本進口本土機（日本2011年規(guī)制）的使用案例，簡直“慘不忍睹”，不按標準進行操作的“非死即傷”。為什么會發(fā)生這種事呢？其實說到底還得歸咎于國內操作手的“陋習”。防患于未然，現(xiàn)在我們就來著手解決它們！
1.補充
  禁止使用私油，必須買中石化或中石油的正規(guī)油品！也許你每升油可以省個兩塊錢，但維修將會十分昂貴，而且對機器的壽命也有不良影響，完了還耽誤生產（賺錢），簡直是得不償失??！禁止通過不可靠渠道購買尿素水，你當然不會在里面摻水或加添加劑，但保不齊別人會啊！必須購買符合使用手冊中要求的機油，不要小看了這件事兒！想在這方面省錢？三思后也不行！
2.更換
  DPF、SCR的消耗部品需要通過正規(guī)渠道購買！哪怕經銷商坐地起價也必須使用原廠件，即使壞了也不是你的問題！
3.操作
  請嚴格按照本帖和隨車操作手冊進行操作！
4.故障
  操作錯誤或油品質量低劣都有可能造成故障。如果DPF和SCR出現(xiàn)故障，發(fā)動機會降功率。這種情況下必須找售后！找游擊隊的一定會悔不當初，嗯，悔不當初、欲哭無淚！極有可能花了錢還修不好，甚至越修越壞！日本和歐洲機器有故障判定程序，會根據(jù)故障程度和種類限制發(fā)動機功率。先是70%，再是60%，完了再50%，心理戰(zhàn)玩死你—讓你不修！

PC240NLC-11

R918 Compact

五.購買國四機器的必要性
  國四排放標準將不再延遲，預計于本年十二月正式開始實施，如期而至。其實國四落地并不代 表國三機器的謝幕，所以購買國四機器的必要性不能“一棍子打死”。
  購買機器有兩種情況：第一種是比較普遍的“追求快速回本”。可行性咱暫且不論，但在這種情況下沒必要購買國四排放機器，因為你就是買臺減配機完了用吧用吧（就是短暫、不愛護地使用）就扔了，整臺國四還貴了不少，何必呢？第二種情況則是長期使用，不考慮短期內回本。這種情況下就完全有必要購買國四排放的機器，這樣一來以后你就不需要再向國家繳納“環(huán)保稅”（姑且先這么稱呼）了，省心省力還省錢。兩種情況不能一概而論，請視實際情況決定。剩余的國三機器將于明年以二手機的形式銷售。
  另外，國四的落地并不意味著國三、國二之流就得謝幕，為了讓這些機器繼續(xù)為祖國的建設發(fā)光發(fā)熱，相關部門也有可能引進國外的機制。相信很多人都不知道其實還有年齡快趕上我爸的老東西仍然在歐洲和日本服役中！這是為啥？交錢了唄！我們不妨大膽地預測一下，隨著碳回收的產業(yè)化，你們或許會有新的希望。或許在不久的未來，空氣污染物交易就會成為新興產業(yè)。既然是新的經濟增長點，國家自然會大力支持。但這又是一筆新的開支，你得為機器的“排泄物”買單！權衡利弊之后發(fā)現(xiàn)如果是長期使用還是兩個罐子好哇！這“買碳錢”就好比房貸，也許每次不需要那么多錢，但就是還不完！但用這種方式榨干舊機的剩余價值倒也不錯。

HD820-7

336F

  由于國內缺乏相關資料，筆者采用了大量日本、歐洲方面的資料以及國外機器操作手冊的內容，外加一篇日本人寫的研究論文，可能與國內政策有少許出入。筆者才疏學淺，文章如有錯漏之處，還請各位甲友不吝賜教！

PC238US-11

EWR150E

SH250-7 
PS：本帖所用圖片中的機器均能滿足國四標準哦！