柴油机国Ⅳ/Ⅳ+排放标准升级

作者:刘建祥 杨晓飞 文章来源:安徽江淮汽车股份有限公司 发布时间:2013-04-22
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柴油机排气中包含PM、NOx、HC和CO等有害污染物,其中PM和NOx是排放法规的主要控制对象。目前,世界各国都在致力于减少柴油机PM和NOx排放的技术研究,并且已经取得了实质性的进展。

国内外排放控制体系

美国、欧洲和日本的汽车排放法规是当今三个最主要的法规体系,其他国家都在不同程度上采用这些法规和标准,尤其以采用欧洲和美国法规的比较多。中国的城市道路和车流密度与20世纪末欧洲的情况相似,因此借鉴了欧洲在较早阶段所采用的排放法规。

我国采用的标准限值与欧洲一致,但在时间上落后于欧洲。国家环境保护总局在2005年发布了相当于欧Ⅲ的排放法规GBl7691.2005《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法》。对比中国现行法规与世界三大排放法规体系,中国的排放升级还有很长的路要走。

排放升级主要技术路线

目前常用的排气后处理技术主要有针对PM的氧化催化转化器(DOC)、颗粒捕集器(DPF),针对NOx排放的选择性催化还原技术(SCR)、稀燃NOx捕集技术(LNT)、稀薄NOx催化(LNC)和废气再循环(EGR)等。SCR+DOC+DPF/POC技术是满足未来国Ⅴ及更高排放法规的重要技术路线,EGR+DOC+DPF技术与进气系统、高压喷射和燃烧技术的结合也是重型柴油机实现国Ⅴ排放标准的技术路线之一,LNT吸附技术的吸附能力限制了其在重型柴油车上的广泛应用,但在轻型柴油车上有很大前景。

由于中国的特殊国情,目前只有EGR技术路线和SCR技术路线在中国推广。EGR技术路线即EGR+DOC+POC,发展空间很大。SCR技术路线在国外已经进入实用阶段,但在中国由于受到温度、柴油品质和PM的影响,单纯使用SCR技术很难达到满意的排放效果,迫切需要新技术有效地控制排放。根据国内外的实践经验,业内普遍认为在国Ⅳ阶段,SCR技术路线将会成为重型柴油机后处理系统的主流技术。

排放升级面临的问题

我国环保部确定在2013年7月1日执行国Ⅳ标准。EGR和SCR两种技术路线虽然已经在中国进行尝试性推广,但仍然面临着诸多问题。

1. 油品质量

2004~2011年,国内柴油的含硫量数据无显著变化,高于目前国内实施的国Ⅲ排放标准所要求的350ppm限值。目前尽管含硫量10ppm的车用汽油标准已列入参考附录,含硫量50ppm的车用柴油标准正在报批阶段,但国内车用燃油的整体水平仍然保持在含硫量350ppm以上,与排放要求差距很大。

2. 产品一致性

针对国Ⅳ标准,相关企业产品已准备就绪,但目前车用柴油机的一些关键技术多控制在国外企业手中,而国内制造工艺水平相对较低,配套企业能力不足,产品一致性问题突出,亟待升级。

3. 用户接受程度

对于国Ⅳ排放的实施,最终是用户的接受程度,因此要从根本上为用户带来效益,通过提升品质降低整车油耗,降低用户的总体使用成本和维护费用,提高运输效率。

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