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康明斯Tier 4最终QSK发动机使用尿素- scr,没有DPF

2011年5月3日

康明斯宣布,QSK系列大马力发动机将满足美国EPA Tier 4最终非道路排放标准(2015年),采用清洁缸内燃烧和尿素选择性催化还原(SCR)后处理系统。QSK发动机的燃油效率将提高5-10%,这取决于设备的占空比。

新的SCR系统将用于19-60升QSK Tier 4发动机,功率范围为800-3000马力(597-2237千瓦)。SCR系统还将用于3000马力以上的QSK发动机,包括新的更大排量发动机平台,具体细节将于9月发布。

SCR系统将NOx排放降低到适用的Tier 4限值3.5 g/kWh (2.6 g/bhp-hr),与Tier 2水平(NOx+NMHC = 6.4 g/kWh)相比降低了40%以上。通过后处理控制氮氧化物,康明斯避免了外部发动机平台的任何重大变化,并可以优化燃烧过程,实现高性能、低PM排放和提高燃油效率。

为达到Tier 4 final的0.04 g/kWh水平,PM排放量减少了80%。这是通过使用高压燃油喷射和增强动力缸设计来实现的。高效的PM减少缸内消除了柴油氧化催化剂或柴油颗粒过滤器(DPF)后处理的需要。

据康明斯公司介绍,4级QSK发动机节省的燃油超过了SCR催化剂所需的尿素(柴油尾气液,DEF)成本。根据占空比和应用情况,与二级发动机相比,燃油效率应提高5-10%,DEF消耗相对于燃油消耗为2-3%。由于1%的尿素消耗通常相当于约1克/bhp-hr的NOx排放减少,这些尿素消耗数字将表明发动机的NOx约为5克/bhp-hr。

新的SCR系统是专门为高马力应用开发的集成后处理套件。康明斯公司表示,该系统采用了“创新的DEF分解过程,大大减少了空间要求”,但没有透露细节。SCR系统还具有一个完整的尿素喷射器,具有高效的喷雾模式。低尿素消耗是通过监测SCR系统运行的“一系列先进传感器”来实现的。SCR逻辑控制由QSK电子发动机管理系统驱动,升级为额外的处理能力,使发动机和SCR后处理作为一个单一的、集成的系统运行。

对于低于1500马力(1119千瓦)的应用,单个SCR催化剂系统可用于不同长度、不同尺寸的发动机输出。双SCR催化剂系统用于1500马力以上的应用,每一种催化剂与汽缸组对齐,与发动机功率输出匹配。对于大多数应用来说,SCR系统在一个等效尺寸的外壳内取代了目前的消声器,并提供了类似的消声效果。

在选择SCR后处理路径之前,康明斯评估了其他4级最终技术,如废气再循环(EGR)和可变阀门驱动。康明斯说,这两种方法都被认为在大型大功率平台上效率较低,因为它们需要对基础发动机进行重大重新设计,产生额外的散热,以供设备冷却系统管理,并影响可服务性。

与QSK Tier 4发动机集成的SCR系统由康明斯排放解决方案(Cummins Emission Solutions)设计和制造,该公司是全球最大的尾气后处理供应商之一,共生产了35万套SCR系统。首批集成SCR系统的Tier 4最终QSK发动机将于2014年投产,比2015年1月Tier 4生产560 kW以上发动机的截止日期提前。在Tier 4最终生产的同时,康明斯将继续全面生产所有现有的QSK和K系列大功率发动机,以满足全球范围内对排放标准要求较低的应用需求。

QSK发动机用于各种各样的大功率应用,包括采矿、机车、船舶、石油和天然气设备、发电、大型起重机和其他工业设备。

来源:康明斯