華 彧
國(guó)排放僅僅走過一年多時(shí)間。國(guó)IV排放風(fēng)聲又起。國(guó)內(nèi)主要商用車制造企業(yè)紛紛開始技術(shù)儲(chǔ)備和產(chǎn)品推介,以搶占市場(chǎng)先機(jī)。但同國(guó)排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施時(shí)一樣,市場(chǎng)上又一次出現(xiàn)了不同技術(shù)路線的問題。
毋庸置疑,“國(guó)IV標(biāo)準(zhǔn)”相對(duì)“國(guó)標(biāo)準(zhǔn)”而言。將對(duì)車輛的排放實(shí)行更加嚴(yán)格的控制,因?yàn)閲?guó)IV需要在滿足“國(guó)Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)”的基礎(chǔ)上,再進(jìn)一步降低30%~50%的污染物(主要是氨氧化物NOx和顆粒PM)。
然而。熟悉柴油機(jī)工作特點(diǎn)的人都知道,顆粒和氮氧化物兩種主要排放污染物的生成是一種此消彼長(zhǎng)的概念。在排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到國(guó)lV(等同于歐IV)之前。可以通過一定的技術(shù)手段在兩者之間找到一個(gè)平衡點(diǎn),使氮氧化物和顆粒排放都不超過限值。比如我們市場(chǎng)上的成熟技術(shù)——高壓共軌。還有一個(gè)引起廣泛爭(zhēng)議的EGR技術(shù)。但排放標(biāo)準(zhǔn)提升到國(guó)IV之后。單靠高壓共軌和EGR技術(shù)。并不能讓氮氧化物和顆粒排放同時(shí)達(dá)到限制,必須要機(jī)內(nèi)控制加上機(jī)外后處理方式才能達(dá)標(biāo)。
目前。國(guó)際上主要有兩種機(jī)后凈化技術(shù)路線:一種是先通過優(yōu)化燃燒。再使用選擇性催化還原scR來降低因燃燒優(yōu)化而產(chǎn)生的N0×排放。即高壓共軌技術(shù)加scR,這是俗稱的歐洲路線。第二種是EGR(廢氣再循環(huán))+DPF(顆粒捕集器)或者P0c(微粒催化氧化器)路線。即先通過EGR降低排放中N0x的成分,再用DPF或者POC對(duì)捕集的顆粒物進(jìn)行后處理。這是俗稱的美國(guó)路線。
比較這兩種技術(shù)。EGR的關(guān)鍵原理在于采用控制燃燒溫度等手段在機(jī)內(nèi)減少氮氧化物生成。再利用POC(顆粒催化氧化器)或DPF(顆粒捕集器)對(duì)生成的顆粒進(jìn)行后處理。SCR技術(shù)是通過強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)內(nèi)燃燒來降低顆粒的生成。然后利用后處理系統(tǒng)對(duì)氮氧化物進(jìn)行機(jī)外催化氧化。
從技術(shù)特點(diǎn)看,EGR技術(shù)可以有效降低燃燒過程中氮氧化物的生成,但需要改動(dòng)原有國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)。增加廢氣再循環(huán)系統(tǒng)。由于引入溫度很高的廢氣。增加了整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷,不僅對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣過程的冷卻提出了更高要求。而且整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)散熱能力也需要提高。同時(shí),由于需要控制氮氧化物生成,對(duì)燃燒過程的最高溫度和持續(xù)時(shí)間都必須進(jìn)行嚴(yán)格控制。因此對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)效率和經(jīng)濟(jì)性會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。
SCR技術(shù)是通過強(qiáng)化燃燒降低顆粒的生成。使用這種技術(shù),發(fā)動(dòng)機(jī)本身基本不做改動(dòng)。因此在動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性上要比采用EGR技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)要好。但由于要對(duì)顆粒物進(jìn)行后處理,因此需要加裝機(jī)外處理裝置。
盡管各有優(yōu)劣。但從對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的改動(dòng)大小。以及后續(xù)升級(jí)的可行性方面考慮,業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為SCR技術(shù)是實(shí)現(xiàn)以后歐v、歐VI排放的最佳技術(shù)方案。目前,我國(guó)一些主要卡車制造企業(yè)也選擇的是SCR技術(shù)。比如東風(fēng)商用車公司在最近國(guó)IV底盤推介會(huì)上展出的東風(fēng)天錦專用底盤。其搭載東風(fēng)康明斯ISDe系列發(fā)動(dòng)機(jī)采用的就是電控高壓共軌技術(shù)加選擇式催化器技術(shù)(SCR),其催化劑選擇的是尿素溶液。
當(dāng)然,國(guó)IV排放標(biāo)準(zhǔn)不僅對(duì)整車生產(chǎn)企業(yè)和發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)提出了更高的要求。同時(shí)也對(duì)電控系統(tǒng)。后處理材料研發(fā)、燃油、潤(rùn)滑油和社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了要求,任何一個(gè)環(huán)節(jié)沒有達(dá)標(biāo)都可能影響排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施。從東風(fēng)商用車國(guó)IV底盤推介會(huì)上,來自全國(guó)各地的改裝企業(yè)擔(dān)憂中也能看到這一點(diǎn)。如果國(guó)IV燃油跟不上,如果相應(yīng)的催化劑補(bǔ)充液跟不上。要實(shí)施國(guó)IV排放無異于癡人說夢(mèng)。