【票友说车番外篇】国四减排系统“葵花宝典”

这是日本特定特殊车辆排放规制，大家都见过吧？国四=日本14年排放规制=欧洲Stage IV=美国Tier IV Final。只是国内的标准更宽松，对37千瓦以下没有限制。非道路移动机械国四其实就是玩卡车的人所熟悉的“国五”。所以咱们可以以此为基准来聊聊国四。

ZX200-6

  万万没想到，一纸公文，竟如晴天霹雳般让全国工程机械的相关行业为之震动！我相信，这所谓的“非道路第四阶段标准”一下来想必把工程机械相关行业从业者们吓到了。论坛里面天天充斥着各种乱七八糟的问题：国四排放什么时候开始实施？国四的机器有什么区别？国三的机器会不会淘汰？
  别人咱先不管，但操作手的问题咱得解答。奈何大家对于这件事儿根本没概念。很不幸，我也没有。但好在咱们还有国外排放标准的“成功经验”，这回咱们就聊聊符合欧洲、美国和日本标准的机器上的这套“减排系统”吧！顺带看看靓机！太过专业的内容咱也不提（绝世武功和太监高手之类的自然也是没有的），但本帖可以为有意愿购机或有操作国四机器需要的人提供参考，顺便科普一下原理。

SK210DLC-10

一.“减排系统”原理篇
  国四工程机械的“减排系统”可以简单地分为两部分：DPF和SCR。这两套装置各司其职。另外，“减排系统”中也可能包含起辅助作用的DOC。
1.DPF/DPD
  DPF，你也可以叫它DPD，意为“柴油颗粒过滤器”（Diesel Particulate Filter）是以过滤柴油燃烧渣(以下简称PM)产生的微粒子物质（俗称渣子，学名PM）为目的而制作的。简单来说，DPF算是一种特殊过滤器，捕捉柴油的燃烧渣并利用大油门时较高的尾气温度再次燃烧，最后释放较干净的（PM量减少）废气。其原理比较简单，只有氧化和燃烧两个基本步骤。其中氧化催化部分叫做DOC，主要作用就是辅助DPF。
2.SCR
  “SCR”的意思是“选择性催化还原”(Selective Catalytic Reduction) ，主要针对的是大气污染物中最可怕的存在之一：氮氧化合物（以下简称为NOx）。尿素SCR系统由氧化催化剂、SCR催化剂和尿素水喷射装置等构成。其基本原理是先用前段的DPF净化废气中的PM。接下来喷射尿素水，通过从尿素水中获得的氨和SCR催化剂的作用，将NOx还原为无害的氮和水，进而减少NOx的排放。
3.DOC
  DOC，即柴油氧化催化剂（Diesel Oxidation Catalyst）的作用是促进氧气对废气成分的氧化。DOC的存在就是为了利用废气中的氧气氧化废气中的污染成分。DOC是一种用于提高DPF内柴油颗粒燃烧效果的颗粒氧化装置。相比DPF和SCR，DOC更多的是起到辅助作用，你可以把它理解成是“增强DPF和SCR的效果”的设备。
  值得注意的是，不同功率段的“减排设备”也不尽相同。37-75千瓦功率段主要采用的技术路线是加装DPF；75-130千瓦功率段主要技术路线是加装DOC和DPF；130-560千瓦功率段主要技术路线是加装DOC和DPF外加SCR。升级成本约占总成本的10%-15%。37千瓦以下功率段的柴油机，技术上只需要进一步优化进气、燃油喷射系统即可，成本在量产的情况下几乎可以忽略不计。说白了就是根本不加限制，比国外标准宽松很多。

DPF+SCR示意图
翻译：すすフィット：碳灰过滤器（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：控制单元（yunitto-unit）；基準をクリアした：达到了标准（kuria-clear）；ガス：气体（gasu-gas）；触媒：催化剂，中文也有此说法；窒素：氮气；酸素：氧气；酸化：氧化。括号里的都是外来词日文罗马音-英语写法，好在英文词汇都还没超纲。剩下的日文汉字应该都还能看懂吧……

DPF+SCR的两个“罐子”（HD820-7）

二.尿素水使用篇
1.尿素水的处理
  千万不要用水稀释尿素水，也不要掺入添加剂。如果尿素水有水分，那排放的气体就有可能不满足检查标准，而且发动机大概率会趴窝！而且必须加注符合机器标准的尿素水，日本机器一般要求必须使用符合国际ISO 22241标准的尿素水，国内尚不明确。反正你只要按照要求保证尿素水的质量就行了。
2.尿素水的保存
  尿素水容器要保持密封，长期储存需要保证阳光不直射且通风良好。而且不能混入异物。尿素水需要专用容器（聚乙烯或是不锈钢）。尿素的温度最好保持在-11度至35度。值得注意的是这玩意儿还有保质期。
3.尿素水的补充
  要注意清扫尿素水箱的盖子及给水口周边、尿素水容器和补给装置。注意不要让灰尘等异物进入。尿素水如果粘在你的机器上，请用抹布等清洁。如果不清理的话尿素成分会结晶化，很难去除。挖机的外观就是司机的脸面，所以不清理也说不过去吧……当尿素结晶而难以拧紧瓶盖时，应该用晶棒去除。
PS：尿素水闻起来有一股淡淡的年久失修的公共厕所的“芳香”，非常带劲儿！就是不知道喝起来味道怎么样（免责声明：尝试者后果自负）……

位于原工具箱位置的尿素箱（ZX200-6），工具箱换了个地方

尿素箱装在工具箱里面（HD820-7）

三.操作篇
1.自动/手动/强制再生
  一整套“减排系统”都是自动化的，在一定条件下（较高转速）会自动进行再生。显示屏上会显示剩余尿素量和再生状态（自动再生/清洁中）。手动再生是选配的，日本人很少用，在欧洲机器上比较普遍。手动再生只建议在以下情况下使用：怠速、小油门驾驶较多的情况；频繁启动、停止引擎时；在气温非常低的状态下运行的情况；低负荷驾驶较多的情况（比方说混台班）；由于油品较差等原因造成自动再生失效的情况；在发动机冷机状态下运转、停止的情况较多时。一般来说需要10-30分钟，期间保持全油门运转。DPF的强制再生需要在经销商或特定的维修工厂使用专用测试仪等进行。是强制将DPF内部上升到接近600度，再燃烧DPF内残留PM的方法。至于SCR内部由尿素结晶所造成的堵塞则只能清理。
2.热机状态下才能使用
  在冷机状态下发动机持续运转的话，尿素水无法和NOx发生反应并结晶。只有在热机状态（较高转速）下尿素才能充分反应。DPF也需要较高转速才能自动再生。
3.禁止突然熄火
  发动机停止时，排气管内的空气会流入尿素水泵。空气和尿素水的温差大时，尿素水泵内残留的尿素水会干燥结晶。在发动机停止前要注意充分冷却。再生过程中如果突然停止发动机也可能会造成DPF堵塞。
4.不能频繁添加尿素
  在尿素箱内的尿素水还没用掉多少的情况下就往死里灌的话，再生程序可能判断为“尿素水没有减少=故障”，功率输出可能会受到限制。所以必须在尿素水减少一定程度的状态下再补充。

仪表右一，最小的那个就是尿素余量（日立新款ZX175W-7）

显示屏上有尿素剩余量（PC138US-11）。尿素不足时会降功率哦！

绝对不能在大油门状态下突然熄火，可能会导致尿素结晶。到时候清理起来想必会让你崩溃！

手动再生按钮（神钢新款SK210LC-11）。欧洲人之所以钟情于手动再生，其实是因为天气寒冷！

DPF/DPD强制再生监控画面

四.禁忌篇
  这个部分是为国内操作手量身定制的。我了解过国内一些日本进口本土机（日本2011年规制）的使用案例，简直“惨不忍睹”，不按标准进行操作的“非死即伤”。为什么会发生这种事呢？其实说到底还得归咎于国内操作手的“陋习”。防患于未然，现在我们就来着手解决它们！
1.补充
  禁止使用私油，必须买中石化或中石油的正规油品！也许你每升油可以省个两块钱，但维修将会十分昂贵，而且对机器的寿命也有不良影响，完了还耽误生产（赚钱），简直是得不偿失啊！禁止通过不可靠渠道购买尿素水，你当然不会在里面掺水或加添加剂，但保不齐别人会啊！必须购买符合使用手册中要求的机油，不要小看了这件事儿！想在这方面省钱？三思后也不行！
2.更换
  DPF、SCR的消耗部品需要通过正规渠道购买！哪怕经销商坐地起价也必须使用原厂件，即使坏了也不是你的问题！
3.操作
  请严格按照本帖和随车操作手册进行操作！
4.故障
  操作错误或油品质量低劣都有可能造成故障。如果DPF和SCR出现故障，发动机会降功率。这种情况下必须找售后！找游击队的一定会悔不当初，嗯，悔不当初、欲哭无泪！极有可能花了钱还修不好，甚至越修越坏！日本和欧洲机器有故障判定程序，会根据故障程度和种类限制发动机功率。先是70%，再是60%，完了再50%，心理战玩死你—让你不修！

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R918 Compact

五.购买国四机器的必要性
  国四排放标准将不再延迟，预计于本年十二月正式开始实施，如期而至。其实国四落地并不代表国三机器的谢幕，所以购买国四机器的必要性不能“一棍子打死”。
  购买机器有两种情况：第一种是比较普遍的“追求快速回本”。可行性咱暂且不论，但在这种情况下没必要购买国四排放机器，因为你就是买台减配机完了用吧用吧（就是短暂、不爱护地使用）就扔了，整台国四还贵了不少，何必呢？第二种情况则是长期使用，不考虑短期内回本。这种情况下就完全有必要购买国四排放的机器，这样一来以后你就不需要再向国家缴纳“环保税”（姑且先这么称呼）了，省心省力还省钱。两种情况不能一概而论，请视实际情况决定。剩余的国三机器将于明年以二手机的形式销售。
  另外，国四的落地并不意味着国三、国二之流就得谢幕，为了让这些机器继续为祖国的建设发光发热，相关部门也有可能引进国外的机制。相信很多人都不知道其实还有年龄快赶上我爸的老东西仍然在欧洲和日本服役中！这是为啥？交钱了呗！我们不妨大胆地预测一下，随着碳回收的产业化，你们或许会有新的希望。或许在不久的未来，空气污染物交易就会成为新兴产业。既然是新的经济增长点，国家自然会大力支持。但这又是一笔新的开支，你得为机器的“排泄物”买单！权衡利弊之后发现如果是长期使用还是两个罐子好哇！这“买碳钱”就好比房贷，也许每次不需要那么多钱，但就是还不完！但用这种方式榨干旧机的剩余价值倒也不错。

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  由于国内缺乏相关资料，笔者采用了大量日本、欧洲方面的资料以及国外机器操作手册的内容，外加一篇日本人写的研究论文，可能与国内政策有少许出入。笔者才疏学浅，文章如有错漏之处，还请各位甲友不吝赐教！

PC238US-11

EWR150E

SH250-7 
PS：本帖所用图片中的机器均能满足国四标准哦！