在上期《知其所以然 SCR如何降低氮氧化物排放？》一文中，我們?cè)敿?xì)介紹了后處理中SCR系統(tǒng)組成，以及SCR系統(tǒng)除去尾氣當(dāng)中NOx（氮氧化物）的基本原理。

除NOx（氮氧化物）之外，尾氣中還夾雜著對(duì)人體危害極大的HC（碳?xì)浠衔铮?、CO（一氧化碳）等有害物質(zhì)，而用于消滅這些有害物質(zhì)的裝備，便是本文此次要介紹的主角——DOC(Diesel oxidation catalyst)柴油催化氧化系統(tǒng)。

但是在介紹DOC系統(tǒng)之前，還要先提出令人熟知的一個(gè)概念——三元催化器，它主要通過(guò)排氣管內(nèi)帶有催化劑的載體通過(guò)催化和還原反應(yīng)去除廢氣中的HC（碳?xì)浠衔铮?、CO（一氧化碳）以及NOx（氮氧化物），而DOC系統(tǒng)主要是除去前兩種污染物的，故DOC系統(tǒng)也可被稱為二元催化器，但不管它叫做什么，你只要明白，它的主要工作是將反應(yīng)物氧化就足夠了。

DOC與SCR位置關(guān)系示意圖

● 主要工作原理介紹

1、氧化反應(yīng)

CO（一氧化碳）+ O2（氧氣） → CO2（二氧化碳）

HC（碳?xì)浠衔铮?+ O2（氧氣）→ CO2（二氧化碳）+ H20（水）

2、水煤氣轉(zhuǎn)換反應(yīng)

H20（水）+ CO（一氧化碳）→ CO2（二氧化碳） + H2（氫氣）

系統(tǒng)內(nèi)主要物質(zhì)轉(zhuǎn)化示意圖

顧名思義，DOC全稱柴油催化氧化系統(tǒng)，其系統(tǒng)內(nèi)主要的反應(yīng)之一就是將尾氣內(nèi)的CO（一氧化碳）氧化為CO2（二氧化碳），你理解為尾氣再燃燒也可以，總之就是把有害氣體進(jìn)行無(wú)害化處理。

而CO（一氧化碳）一般會(huì)在混合氣燃燒不充分的情況下產(chǎn)生，所以在卡車拖擋加速或者低擋高速行駛時(shí)，DOC系統(tǒng)的負(fù)荷會(huì)明顯增大。直白的說(shuō)就是，擋位選擇不當(dāng)不僅損害發(fā)動(dòng)機(jī)，還會(huì)給后處理施壓。

國(guó)六后處理系統(tǒng)

另一個(gè)主要反應(yīng)就是將尾氣中的HC（碳?xì)浠衔铮┡cO2（氧氣）結(jié)合，生成無(wú)害的H2O（水）和CO2（二氧化碳），也是一個(gè)簡(jiǎn)單的氧化反應(yīng)。但HC的成分可能有很多種，但反應(yīng)原理都是一樣的，而且其主要也是來(lái)自未完全燃燒的混合氣。

除以上兩種主要反應(yīng)之外，在DOC系統(tǒng)內(nèi)還會(huì)發(fā)生另一種不常見(jiàn)的水煤氣轉(zhuǎn)換反應(yīng)——H20（水）和CO（一氧化碳，反應(yīng)內(nèi)稱煤氣）反應(yīng)生成CO2（二氧化碳）和H2（氫氣），但這種反應(yīng)原理比較復(fù)雜，在目前的DOC系統(tǒng)內(nèi)占比也微乎其微，故不做贅述。

● 系統(tǒng)主要裝置介紹

DPF+DOC組合

DOC系統(tǒng)不僅反應(yīng)簡(jiǎn)單，而且它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)來(lái)說(shuō)也不復(fù)雜，這也是我為什么說(shuō)它“簡(jiǎn)單粗暴”的原因。圖上這個(gè)裝置便是DPF+DOC組合系統(tǒng)，而DOC的主要結(jié)構(gòu)就是那塊顏色比較淺的長(zhǎng)得像一團(tuán)海綿的東西，是載體+催化劑相結(jié)合以后的裝置。

擴(kuò)大反應(yīng)面積的裝置——載體

鐵鉻鋁金屬載體

這個(gè)密密麻麻的圓柱體就是DOC系統(tǒng)常用的載體，類似蜂窩狀的多孔造型可以保證其與廢氣接觸面積達(dá)到較大，從而使反應(yīng)更加充分。雖然載體的孔徑不大，但因?yàn)榕艢獾臏囟韧ǔ６急容^高，所以一般情況下在DOC系統(tǒng)（頭段）發(fā)生堵塞的概率不會(huì)很大。

陶瓷載體

就目前來(lái)說(shuō)，載體常見(jiàn)的材質(zhì)有堇青石（陶瓷）和鐵鉻鋁合金（金屬），金屬載體的起熱速度和催化效率以及使用壽命都要?jiǎng)龠^(guò)陶瓷載體，但市面上大部分的車系都選擇了陶瓷作為載體的材質(zhì)，主要原因還是陶瓷這東西會(huì)更便宜一些。

但陶瓷載體的性能也不差，通常其耐熱可達(dá)1400度以上，只要不是豁了命的開(kāi)車，一般情況下很它很難被燒蝕。

加速加劇反應(yīng)的材料——催化劑

未涂層載體

一般情況下，載體的表面會(huì)被覆一層貴金屬（通常為鈀、鉑等元素）涂層以使反應(yīng)順利進(jìn)行。如果說(shuō)沒(méi)有催化劑的反應(yīng)是一條蜿蜒曲折的盤山公路，那么帶有催化劑的反應(yīng)就是在山腳兩頭打通的一條徑直隧道。

鈀鉑漿

而在DOC系統(tǒng)內(nèi)通常會(huì)使用鉑族金屬（鈀/鉑/銠/銥/釕/鋨）或者一些稀土材料作為催化劑，前三種元素是目前應(yīng)用較廣泛的，除了價(jià)格優(yōu)勢(shì)以外，其物理性質(zhì)也更加穩(wěn)定，后處理的價(jià)格之所以那么貴，有一大部分原因也是因?yàn)檫@些看起來(lái)平平無(wú)奇的催化劑。

監(jiān)測(cè)反應(yīng)狀態(tài)的輔助裝置

除了載體和催化劑等主要反應(yīng)裝置外，為了確保DOC系統(tǒng)工作狀態(tài)良好，在DOC系統(tǒng)的前端和后端還會(huì)布置一共兩枚溫度傳感器，分別監(jiān)測(cè)反應(yīng)前后的氣體溫度，將信號(hào)傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)電腦，以實(shí)時(shí)調(diào)整動(dòng)力系統(tǒng)的工作狀態(tài)，確保排放正常。

埃貝赫后處理（DPF+DOC+SCR）

總的來(lái)講，DOC系統(tǒng)主要就是由載體、催化劑、以及傳感器這三個(gè)部件構(gòu)成。雖然看起來(lái)簡(jiǎn)單粗暴，但其對(duì)于HC（碳?xì)浠衔铮O（一氧化碳）的轉(zhuǎn)化率卻可以達(dá)到80%和70%以上、并且，還可燃燒掉（氧化）尾氣中超過(guò)20%顆粒物，對(duì)于人體健康以及環(huán)境污染整治有著極其重要意義。

雖然有一部分卡友對(duì)DOC系統(tǒng)以及其他后處理模塊是“恨之入骨”，不僅影響動(dòng)力，而且造價(jià)昂貴。但是你只要不天天都“虐待”它，它也會(huì)真誠(chéng)待你的，主要注意的一點(diǎn)就是平時(shí)加油盡量選擇正規(guī)的加油站即可。

總結(jié)：

雖然DOC系統(tǒng)這東西造價(jià)昂貴，對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)沒(méi)一點(diǎn)好處，有時(shí)候還堵排氣造造成發(fā)動(dòng)機(jī)故障。但是其誕生的初衷卻是每個(gè)人都不可否定的，不僅保護(hù)了自然環(huán)境和人類健康。而且，在一定程度上來(lái)講，它還加速了主機(jī)廠對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)研發(fā)的進(jìn)程。（文/蔡仕琪）