文/李世駿 盧彬
新發(fā)布的國Ⅴ排放標準進一步提高了機動車污染排放控制要求,其中氮氧化合物排放限值較國Ⅳ排放標準嚴格了25%~28%、顆粒物排放限值嚴格了82%,并新增加了污染控制指標——顆粒物粒子數(shù)量。國Ⅴ標準排放控制水平相當于歐洲正在實施的第Ⅴ階段輕型車排放法規(guī),適用于新車定型、生產(chǎn)和銷售環(huán)節(jié),不涉及已經(jīng)使用的在用車輛。相對于舊標準,新的排放標準在增加排放耐久里程和降低氮氧化合物排放等方面表現(xiàn)得尤為明顯。
國Ⅴ排放標準的幾大變化當中,排放耐久里程的限定變化和增加的在用車抽檢項目,相對于國Ⅳ排放標準是提升最為嚴格之處。
國Ⅴ排放標準中,排放合格里程提升到16萬公里,相比國Ⅳ排放標準的10萬公里,提升了近一倍。相對于污染物限制得更加嚴格,在歐Ⅴ標準中,這一里程的升級當時引起了更多關(guān)注。因為美國標準中長期以來是以10萬英里作為期限,所以在歐Ⅴ標準中也開始施行更長的排放有效里程。這里里程限值增加的含義是,合格的汽車產(chǎn)品必須在16萬公里以內(nèi)符合國Ⅴ三大污染物排放限值的規(guī)定。因為新車的三大污染物控制相對較為容易,很多新車在進行排放試驗時,實際試驗污染物遠低于標準限值,其中既使NOx的限值嚴格了25%,對車企而言意義并不大。但是,由于汽車產(chǎn)品賣出去以后,每一輛汽車都被不同的用戶,在不同的駕駛習慣、不同的駕駛環(huán)境中使用,要保證里程16萬公里的車輛排放還在限值以內(nèi),難度是相當大的,廠家必須要做出相對較多的預留,才能保證達到這一要求。
氮氧化合物排放標準的提升也是國Ⅴ排放標準中改動明顯的一個地方。根據(jù)已經(jīng)發(fā)布的國Ⅴ排放標準,三種氣態(tài)污染物當中(對第一類車),一氧化碳(CO)的排放標準依然是1 g/km,碳氫化合物(HC)的排放標準依然為0.1 g/km,而氮氧化合物(NOx)的標準,則由國Ⅳ的0.08 g/km嚴格至0.06 g/km。
此外,國Ⅴ排放標準之中,非甲烷基碳氫化合物(NMHC)被作為指標單獨列出,限值規(guī)定為0.068 g/km。NMHC是指除甲烷以外的所有碳氫化合物,大氣中的NMHC超過一定濃度,除直接對人體健康有害外,在一定條件下經(jīng)日光照射還能產(chǎn)生光化學煙霧,對環(huán)境和人類造成危害。過去的國Ⅳ排放標準中,對NMHC沒有作出規(guī)定。
國Ⅴ排放標準的實施,對車企生產(chǎn)技術(shù)提出了更高要求,并成為汽車生產(chǎn)企業(yè)進入銷售市場的重要門檻。不過有了之前歐Ⅴ排放標準在歐洲成功實施的案例和經(jīng)驗,為國內(nèi)的汽車生產(chǎn)企業(yè)解決此問題指出了明確的技術(shù)方向。
實際上,國Ⅴ階段汽車排放達標控制技術(shù)在國內(nèi)外已非常成熟。通過技術(shù)合作、技術(shù)引進或自主開發(fā),我國輕型汽車完全可以達到國Ⅴ標準規(guī)定的要求。
從歐盟實施歷程看,點燃式汽車達標技術(shù)途徑主要有優(yōu)化汽車空燃比控制和三元催化轉(zhuǎn)化器配方及增加貴金屬含量;壓燃式汽車則主要是加裝冷卻式廢氣再循環(huán)(EGR)和顆粒捕集器(DPF)來達標。降低NOx的EGR技術(shù)在我國重型柴油機上已經(jīng)應用多年,技術(shù)成熟。降低PM的顆粒捕集器(DPF)目前在我國也有多個獨資企業(yè)和內(nèi)資企業(yè)生產(chǎn),國內(nèi)柴油車排放治理也批量使用過DPF產(chǎn)品,產(chǎn)品制造技術(shù)和再生技術(shù)成熟。所以說,要滿足國Ⅴ排放標準,就汽車排放控制技術(shù)本身而言是可行的,關(guān)鍵技術(shù)在國內(nèi)外也是廣泛應用的。
對于企業(yè)而言,面對國Ⅴ排放標準,更多的是生產(chǎn)成本問題。根據(jù)國內(nèi)權(quán)威組織調(diào)查,以2L排量的輕型汽車為例,國Ⅳ輕型車升級到國Ⅴ排放水平,汽油車單車成本將增加約2 000元。所以目前對企業(yè)的最大挑戰(zhàn)是,盡快提升相關(guān)技術(shù)水平,完成認證程序,如期獲得市場準入條件。
從自主開發(fā)的角度考慮,國內(nèi)車企可以嘗試的方向也有很多。以柴油車為例,柴油車和車用柴油機生產(chǎn)企業(yè)應積極研究并采用先進的發(fā)動機制造技術(shù)和排放控制技術(shù),使其產(chǎn)品的排放污染物達到國家最新排放標準。比如:
1.柴油車及車用柴油機生產(chǎn)企業(yè)應積極采用先進電子控制燃油噴射技術(shù)和新型燃油噴射裝置,實現(xiàn)柴油車和車用柴油機燃油系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的精確控制,促進其產(chǎn)品升級。
2.柴油車及車用柴油機生產(chǎn)企業(yè)在其產(chǎn)品中應采用新型燃燒技術(shù),實現(xiàn)柴油機的潔凈燃燒和柴油車的清潔排放。
3.柴油車及車用柴油機生產(chǎn)企業(yè)應積極開發(fā)實現(xiàn)油、氣綜合管理的發(fā)動機綜合管理系統(tǒng)(EMS)和整車管理系統(tǒng),實現(xiàn)對整車排放性能的優(yōu)化管理。
4.應積極研究開發(fā)并采用柴油車排氣后處理技術(shù),如廣域空燃比下的氣體排放物催化轉(zhuǎn)化技術(shù)和再生能力良好的顆粒捕集技術(shù),降低柴油車尾氣中的污染物排放。
5.可采用更高壓力的電控燃油噴射、可變幾何的增壓中冷、冷卻式廢氣再循環(huán)(EGR)、多氣閥技術(shù)、可變進氣渦流等,并配套相應的排氣后處理技術(shù)的綜合治理技術(shù)路線。
在汽油車方面,有的車企在催化劑涂層技術(shù)上做了創(chuàng)新,他們在催化劑涂層中添加新型貴金屬氧化鋁和鈰鋯粉材料,使涂層的比表面積(BET)大大增加,能有效調(diào)節(jié)排氣管中氧的濃度,實現(xiàn)三種污染物同時高效轉(zhuǎn)化。同時采用600目(每平方英寸600個孔)薄壁載體,降低載體的熱容(相對于400目載體,熱容降低約19%),使得催化劑起燃更快,提升了車輛在低溫狀況下的污染物處理效果,尤其對HC和CO的轉(zhuǎn)化有很大作用。
總體而言,國Ⅴ排放標準是機動車環(huán)保領(lǐng)域又一劃時代的階段性提升。國Ⅴ排放標準較以往更嚴格、更全面,體現(xiàn)了國家對輕型汽車尾氣排放控制的新要求,也對我國汽車制造商提出了新的挑戰(zhàn)。