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一、概述
“国六”车型，是各大车企最近几年纷纷布局市场的重磅车型。不单是政策（国家相关标准）因素的导向，而且是汽车工业健康发展的必然结果，同时也是人与自然和谐发展的重大突破。
整车企业，作为“国六”车型的生产制造者，不仅要控制整车成本同时还要兼顾环境保护，毫无疑问就需要更多的研发投入，研发新平台、开发新技术、引进新工艺等必要措施。可以说，整车企业在“国六”车型市场投入中发挥着至关重要的作用，同时也面临着巨大的挑战。
二、国家对汽车产业的管控
国家对汽车产业的管控及标准法规在加严，主要体现如下两个方面：
（一）一致性检查
一致性检查，主要涉及三大部门：工信部（查整车公告）、交通部（查1094公告）、环保部（查尾气排放），如图2-1所示。
备注：1094公告仅适用于营运车辆（标准：JT/T 1094-2016 营运客车安全技术条件）。
图2-1 一致性检查
（二）违规车辆
主要是在车辆上牌过程中，核查车辆的配置，如出现违规配置将通 工信部、公安部、国家质检总局。如图2-2所示，是某客车厂今年来的违规及隐患问题汇总。
图2-2 违规车辆
三、国六车型相关国家标准
（一）国六车型实施时间国家标准
GB 18352.6—2016 轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）
GB 17691-2018 重型柴油车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）
以重型车为例，应按标准“GB 17691-2018”按下图2-3个时间节点进行实施（除部分地区提前实施外）。
图2-3 重型车国六标准实施时间节点
（二）国六车型检测国家标准
GB 18285-2018 汽油车污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）
GB 3847-2018 柴油车污染物排放限值及测量方法（自由加速法及加载减速法）
1、检验项目
汽油车比柴油车多出“燃油蒸发检测”
汽油车：外观检查(含对污染控制装置的检查和环保信息随车清单的核查)、车载诊断系统（OBD）的检查、排气污染物的检测、燃油蒸发检测
汽油车检验项目
柴油车：外观检查(含对污染控制装置的检查和环保信息随车清单的核查)、车载诊断系统（OBD）的检查、排气污染物的检测
柴油车检验项目
以柴油车新生产汽车下线检测及数据 送为例，应按标准“GB 3847-2018”按下图4的要求进行。（注册登记、在用汽车不再一一列出）
图2-4 新车车辆下线检测及数据 送
2、检测方法
汽油车：双怠速法、稳态工况法、瞬态工况法、简易工况法、蒸发排放控制系统检验
汽油车检测方法
柴油车：自由加速法、加载减速法
柴油车检测方法
3、检测 告
告格式及内容有所不同。
汽油车： 告格式及内容
汽油车 告格式及内容
柴油车： 告格式及内容
柴油车 告格式及内容
四、国六后处理系统
（一）后处理系统工作原理及构成
排气净化消声器由DOC、DPF、SCR催化器三部分组成，通过管路支架结合在一起。DOC布置在DPF上游，SCR布置DPF下游，SCR催化器包含ASC,位于SCR单元后端。排气先流经DOC，再流经DPF，最后流经SCR。尿素喷嘴布置在DPF和SCR之间，SCR催化器前后安装有温度传感器，DOC前和SCR后各装有一个NOx传感器，DOC前的NOx传感器用于测量发动机原始NOx排放，SCR后NOx传感器不但为SCR系统提供闭环信号，而且为OBD系统提供信号。尿素喷射系统按照需要将车用尿素水溶液（简称“尿素”）通过喷嘴喷入SCR上游，将泄漏的氨气氧化成N2和H20。DPF上安装有压差传感器，测量DPF的气流阻力，从而对DPF的状态进行监测。
柴油机运行过程中，排气依次流经DOC、DPF、SCR催化器。排气流经DOC，排气中的HC和CO在氧化催化剂的催化作用下被氧化成CO2和H2O，实现CO和HC的净化，排气中的NO在氧化催化剂的催化作用下被氧化成NO2。排气流经DPF，排气中的颗粒成分被壁流式DPF捕捉拦截，从而实现颗粒的净化。随着DPF通道中颗粒物的增加，DPF的排气阻力会随之增加，这将影响发动机的油耗甚至正常工作，为避免此情况的发生，DPF系统必须将拦截下来的颗粒中的碳烟烧掉，即再生。在DOC氧化生成的NO2可以和DPF拦截下来的颗粒中的碳颗粒在250℃以上实现氧化反应，从而将碳燃烧掉，实现DPF的连续（被动）再生。如果车辆长期低速轻载行驶，排温低，连续再生失效，DPF阻力增大到设定值，发动机自动进行缸内后喷柴油，提升DPF的温度，进行主动再生。尿素喷嘴布置在DPF和SCR之间，SCR催化器前后安装有温度传感器，尿素喷射系统根据SCR催化器温度情况、柴油机工况等信息可计算出所需的尿素喷射量，计量喷射泵按照需要将车用尿素溶液通过喷嘴喷入排气管，尿素溶液分解成NH3，进入SCR催化器，和NOx在催化器内部反应生成N2和H20，实现NOx的净化，ASC将SCR之后多余的氨气氧化成N2和H20。
图1 后处理系统结构原理图
图2 后处理系统结构图
（二）部件功能介绍及安装要求
1、排气净化消声器
排气净化消声器综合降低HC、CO，捕集C颗粒，降低NOx排放以及降低排气噪声等多种功能于一体，是DOC氧化催化器、DPF微粒捕集器、SCR催化器和排气消声器的集成体，如图3。外壳整体由不锈钢材料封装，内装DOC、DPF、SCR催化单元和消声管路，表层不锈钢板下部装有绝热材料，运行过程中表面平均温度低于200℃。
图3 排气净化消声器
排气净化消声器在DOC前后、SCR前后共设计有四个温度传感器安装座，在DOC前和SCR后共设计有两个NOx传感器安装座。温度传感器是4个探头集成在一个控制单元上面，如图4所示。温度传感器控制单元固定安装在排气净化消声器上，要求探头角度在±100°以内，如图4所示。
图4 温度传感器及探头安装角度要求
排气净化消声器在DOC前、SCR后各设计有一个NOx传感器安装座，用于测量排气净化器反应前后NOx的浓度，其信号用于控制尿素喷射量和喷射时间，喷射量的闭环控制及OBD功能。
注意事项：DOC前、SCR后NOx传感器接线时需注意，DOC前NOx传感器为5线，后NOx为4线，两个NOx传感器信号不能接反。
图5 NOx传感器
NOx传感器由感应器探头和控制单元两部分组成。感应器探头安装扭紧力矩（50±10）N·m，探头安装角度要求，如图6所示。明确角度安装要求，是因为排气中的水蒸气冷凝形成的液态水大量溅到传感器上或者积液浸泡传感器都会造成该传感器的损坏。
图6 NOx传感器探头安装角度
NOx传感器的控制单元安装角度要求，如图7所示：
图7 NOx传感器控制单元安装角度
排气净化消声器在DPF后各设计有一个压力传感器取气口，用于测量DPF前后压差，其信号用于OBD功能。压差传感器安装要求：压力接口朝向地面，即垂直向下，倾斜不超过15°，引气管路走向整体连续向下，如图8所示。
图8 压差传感器安装角度
排气净化消声器集成尿素喷嘴，尿素喷嘴安装角度，如图9所示。喷嘴正常环境温度范围-30℃～120℃，允许最高排气温度700℃。喷嘴的在后处理器上的旋转角度也会影响它的功能：
不推荐315度和45度之间的角度，尾气管的热上升会导致喷嘴额外的热传递。然而，如果喷嘴的温度在所有驾驶循环下满足所有温度限制，这种安装就是可行的。玉柴提供的后处理器采用双层保温结构，具有隔热效果。
禁止角度在85度和275度之间：会有尿素沉积和废气聚集在喷射模块的喷孔和支架区域。
最好的安装位置：45度和85度之间；275度和315度之间。
图9 喷嘴安装角度
注意：玉柴所提供的排气净化消声器集成温度传感器、压差传感器、NOx传感器及尿素喷嘴。按图10所示安装，即可满足以上传感器及喷嘴安装要求。如汽车厂需要使用排气净化消声器安装角度，请参考以上传感器及喷嘴安装要求。
图10 排气净化消声器安装角度（喷嘴垂直于地面且尿素接口朝上）
安装要求：
①排气净化消声器比传统的国4、国5后处理器重了很多。车辆制造商应检查当前后处理器安装系统的强度，如有必要，需更新设计。要求排气净化消声器与其支架的整体固有频率大于发动机最大空车转速下发火频率的1.3倍。排气净化消声器满足振动加速度8G的振动考核。
②排气净化消声器的支架和车辆大梁的连接需要使用弹性减振装置，这样可使内部陶瓷催化器芯免受剧烈振动。
③催化器内的化学反应依赖于温度（最低180℃），所以催化消声器应尽可能靠近发动机，排气管最长不能超过30D（D为排气管路直径）米，而且排气管全段，包括金属软管，需包裹保温层。保温材料导热系数<0.01W/m·k，厚度大于20mm。在发动机怠速工况，空车原地踩油门，要求从增压器涡轮出口到排气净化消声器入口的温度降满足：怠速，温降＜4℃；50%转速，温降＜12℃；标定转速下，温降＜15℃。④应在涡轮增压器出口和催化消声器之间使用金属软管连接，目的是避免发动机的振动传到催化消声器，使催化消声器内的催化器免受振动。
⑤标定工况点，在涡轮排气出口处测得的最大总系统背压不应超过30kPa。
⑥排气净化消声器应水平安装，见图10，此安装方式要求主要基于各类传感器的在后处理器上面的安装位置决定的，有关其它方式安装，请咨询玉柴，玉柴再进行传感器的安装布置，同时满足整车的安装要求和各类传感器的安装要求。
⑦水平安装，需要2个箍带固定排净化消声器的筒体。箍带夹紧力产生的应力足以固定尾气处理器，而又不至于使尾气处理器产生可见的变形。绑带区域参考图10。
⑧每隔一段时间(20～30万公里)，DPF催化单元需拆卸清灰，故需留出DPF的更换空间。（如DPF段靠外侧等）。DPF催化单元拆卸需要一定操作空间，空间大小视DPF段大小而定，如图11所示。注意：DPF再生时，封装壳体外表面温度在200℃左右。
⑨尾管配套要求：车辆的排气管口的设计应便于排放检测，在外侧明显可见，不得朝向右侧和正下方，鼓励高于车身。
图11 筒式DPF拆卸空间
2、尿素喷射系统
①系统工作原理及结构
本喷射系统包括计量喷射泵、喷嘴、尿素罐，其中尿素泵集成在尿素罐底部。喷射系统的原理，如图12。工作过程分为排空、喷射、回液三个阶段。排空状态时，喷嘴关闭，尿素泵工作，将泵内的空气排至尿素罐中。排空成功后，进入喷射状态。此时，喷嘴打开，泵工作，将尿素喷射至尾气中。停止喷射后，进入回液状态。此时，喷嘴关闭，泵反转将喷嘴中的尿素回抽至尿素罐中。
图12 喷射系统原理图
玉柴提供集成尿素泵、尿素罐、防冻液电磁阀的尿素喷射装置，系统结构如图13所示。
图13 喷射系统结构图
②喷嘴
喷嘴又称计量模块，其作用是在ECU的控制下将尿素按照所需要的量成雾状喷射到尾气中。喷嘴的主体是一个电磁阀，周围包围着冷却水流道，起到冷却作用，侧面设有电气接口，外围设有隔热罩。如图14所示，冷却水接口规格为：SAEJ20443/8＂；尿素接口规格为：SAEJ20445/16＂。冷却水路连接方式见图13或者图21。
图14 喷嘴
③喷嘴安装布置要求
玉柴提供喷嘴与排气净化消声器集成在一起的产品。如图15所示，喷嘴安装在后处理器上，不需要汽车厂重新设计布置喷嘴安装位置，具体要求见上文排气净化消声器喷嘴布置要求部分。
图15 喷嘴与排气净化消声器
④计量喷射装置
计量喷射装置由尿素泵、尿素罐、防冻液电磁阀集成一体，其中尿素泵又集成滤清器和加热器。计量喷射泵出液口规格为：SAEJ20443/8＂。如图16所示。尿素罐用于盛装尿素溶液，尿素泵集成在尿素罐底部，露出尿素罐部分被保护壳笼罩防止被飞石、泥水损坏。尿素泵集成有尿素液位、温度及品质传感器，对尿素高度、温度及密度进行监控。尿素泵内有加热装置，在寒冷情况下，对尿素泵附近结冰的尿素溶液进行化冰，直至尿素喷射系统能正常使用。同时尿素罐顶部有防冻液接口并装有防冻液电磁阀，保证尿素罐内尿素溶液的正常化冰。玉柴也提供不带加热功能的计量喷射装置，两者对比见下文。
图16 尿素喷射装置
尿素喷射装置供液能力5000ml/h，压力6bar。允许的尿素温度-5℃～60℃。正常环境温度范围-40℃～80℃。
打开钥匙后能听到泵运转时发出的短促的声音，当发动机起动后，内部尿素喷射装置开始运转，尿素管道内建立起压力，使管道内压力始终维持在6bar，为了喷射尿素做好准备。如果排气温度高于尿素启喷温度，控制喷嘴喷射尿素。当起动钥匙关闭后，尿素喷射装置将持续工作60秒钟，将管道内的残液倒吸回尿素罐，避免因尿素结晶而造成管路堵塞。当系统排空后，会有少量的尿素聚集在喷孔附近形成结晶并堵住喷孔，这是种正常的状态，当排气管温度大于140℃时，固态的尿素将变为液态被废气带走。
在装配过程中，如果计量喷射泵和后处理线束已经完成连接，请不要进行任何焊接工作。如需焊接需断开后处理系统电源以及ECU的电源。
在首次车辆启动前，请务必加注足够的尿素（液位大于尿素罐容积的百分之十二）并确保全套后处理系统都已连接完好。
寒冷季节，计量喷射装置可控制内部加热器及防冻液电磁阀加热，防止尿素结冰。如在某些区域，全年气温都较高，不会导致尿素结冰，可不需要加热功能。因此，计量喷射装置分为加热版和非加热版，非加热版无尿素罐加热器及防冻液电磁阀。如图17所示，其中尿素罐外形可根据整车具体布置情况选装。
图17 加热版与非加热版
⑤计量喷射装置安装要求
计量喷射装置安装要求同普通尿素罐安装要求基本一致。一般和油箱同侧安装，距离油箱近一点，方便加液。但是两者又不能贴在一起，因为电控燃油系统的回油造成油箱温度较高，有可能加热尿素水溶液，引起尿素性质变化，造成后处理系统不能正常工作。尿素罐不能受太阳直射、排气管和催化器烘烤，罐内尿素水溶液温度不能超过60℃。
固定尿素罐的扎带不能扎到尿素通气管。
车辆上尿素罐加注口附近需设置醒目的标识“尿素专用”，提醒用户该罐应该加注专用尿素，该标识可设置在尿素罐仓门内侧或其他醒目的位置。
计量喷射泵安装位置的振动加速度需小于6g，如不满足要求，需使用减震垫。
⑥喷射系统布置要求
在卡车或公交车上，每个部件的具体安装位置可在遵循其安装要求的前提下根据情况灵活布置，一般计量喷射装置靠近喷嘴安装。可能的布置方案如图18和图19所示，推荐的系统布置形式：“计量喷射装置高度＜喷嘴高度”，如图18。不建议“计量喷射装置高度＞喷嘴高度”，这种布置形式不利于尿素的回抽，如图19所示。
图18 喷嘴高于尿素喷射装置（推荐）
图19 喷嘴低于尿素喷射装置
喷嘴与计量喷射装置的高度差不得超过1m。为减少供液管路内部截流空气的可能性，尿素喷射管越短越好，最长不能超过3米。管路越长越要仔细布置管路，避免局部拱形，形成空气截留区。
3、尿素管路
尿素管是连接尿素罐、尿素喷射装置、喷嘴以供尿素在系统内部流动的管路，要求材质耐尿素腐蚀，PTFE、PFA、VITON、EPDM。需要一定的强度，避免因为抽吸产生的真空而被吸扁，同时喷嘴或排气管堵塞时泵到喷嘴的压力过高导致管路或接头损坏。
尿素喷射装置到喷嘴的管道长度要求小于3米。车辆布置要合理布置计量喷射泵和喷嘴的位置，使管道长度尽可能的短，以达到后处理系统尽可能好的运行效果。
尿素管要保证密封性，以免影响泵的运行。管的内壁要均匀光滑，并保证清洁度。
整车装配需要控制尿素管路清洁度，要求如下：
表1 尿素管路清洁度要求
除运行在长江以南的车辆可以使用不带加热功能尿素管之外，其余的车辆均要求使用带加热功能的尿素管，加热方式为电加热。
尿素管路外围包裹了一层加热电阻丝，在需要加热化冰时，ECU控制加热继电器吸合，电阻丝通电开始加热。此种方式加热快捷，布置简单，基本不受空间影响。
图20 电加热尿素罐图纸及实物照片
电加热尿素管相关参数及选型要求：
①.电加热尿素管每米功率18～25W/m；
②.尿素管接头处具备加热功能，功率≥5W（20℃）；
③.工作压力：0.07bar～10.4bar（绝对压力)；
④.工作电压：18V～30V；
⑤.喷射管路规格6×4；
⑥.常温25度环境下，长期加热恒定温度≤70度；
⑦.建议采用PTC材料。PTC材料为电阻丝材料，即正温度系数材料，温度越高电阻越大、功率越小。此种材料的好处在于，温度低时可以以较高的功率加热，温度升高后功率自动变小，有效防止管路过热。加热能力及安全性均得到提高；
⑧.标称电压28V，汽车供电电压24V；
⑨.可承受的工作温度范围：-40℃～115℃；需避开排气管等高温区域。
4、系统化冰功能
尿素在-11℃就会结冰，当车辆使用最低环境温度低于为保证后处理系统在寒冷天气也能正常工作的温度，就需要有化冰和加热功能。通常尿素罐用发动机冷却水加热，计量喷射泵内部自带电加热功能，尿素管路为电加。当ECU通过安装在尿素罐上的温度传感器判断出尿素结冰后，发动机冷却水温度达到既定的温度，ECU就会通电打开冷却水电磁阀，热的冷却水就会流到尿素罐的热交换器解冻尿素，为了避免寒冷天气由于管路结冰或尿素结晶带来的问题，后处理系统在寒冷天气运行过程中也会进行加热，反复打开、关闭冷却水电磁阀，保持计量喷射泵和尿素罐内的液温保持在7～15℃之间。
整车SCR系统化冰能力需满足国六排放法规要求。
当车辆使用最低温度大于零下五度以上时即可不需要化冰功能，也就是可选择不带加热功能的尿素罐和尿素管路，不用安装冷却水电磁阀、加热水管路。
计量喷射装置及喷嘴冷却水的系统管路布置时，根据经验一般从水泵出水位置或节温器前水路位置取水，回水到水泵进水口前。进、出水管接头内径φ10mm-φ12mm，管接头外径为φ14mm。在发动机取水口与尿素罐进水口之间，用一个三通接头分一部份水至喷嘴进水口，接头为SAEJ20443/8＂。喷嘴与尿素罐回水通过一个三通接头同时回水至发动机回水口。发动机取、回水口至尿素罐进、回水之间管的内径为φ12mm-φ14mm，喷嘴进、回水管内径为φ6-φ8mm。
怠速时,尿素喷嘴冷却水流量大于50L/h,最大扭矩起始转速防冻液电磁阀开启时，防冻液电磁阀和尿素喷嘴水流量都大于150L/h。
化冰系统管路连接及三通接头外径尺寸，如图21所示。
图21 冷却水管路连接及三通接头外径
五、总结
为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》，防治机动车污染排放，改善环境空气质量制定的排放标准。生产企业有义务确保所生产和销售的车辆，满足排放标准所规定的在用符合性要求。
通常情况下，生产企业最直接的做法就是升级汽车的后处理系统，以满足满足排放标准要求。
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