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共軌柴油機(jī)的減排新技術(shù)：EGR和SCR技術(shù)

根據(jù)歐洲環(huán)境中心的數(shù)據(jù)，軌道車輛的NOx和顆粒物（PM）的排放僅占整個交通行業(yè)總量的1%～5%，與公路運輸相比，由于其乘客密度大，車輛運行阻力小，其燃油消耗水平和CO2等的排放并不高。所以更關(guān)注NOx和PM的排放，進(jìn)而需要研究相關(guān)技術(shù)。一方面，燃油消耗率和NOx可以通過廢氣再循環(huán)（EGR）技術(shù)而減少。另一方面，柴油機(jī)PM排放過濾（DPF）技術(shù)以及可選擇性催化氧化（SCR）技術(shù)也會在柴油機(jī)上使用。

歐洲關(guān)于柴油機(jī)的新法規(guī)變得越來越嚴(yán)格。EGR和SCR技術(shù)都能夠用來減少NOx的排放。然而，EGR技術(shù)的使用通常會帶來PM排放的增加，這就需要安裝DPF。SCR技術(shù)的應(yīng)用需要安裝尿素罐，需要研究各方面的權(quán)衡關(guān)系，使這些技術(shù)能夠更好地應(yīng)用在共軌柴油機(jī)上，從而滿足新的排放標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)前的研究主要集中在將這些技術(shù)應(yīng)用在柴油共軌發(fā)動機(jī)上的評估，本文基于一個三維數(shù)值仿真模型加以說明。研究了一臺560kW的帶有EGR和SCR的共軌柴油機(jī)，該柴油機(jī)用在軌道車輛上，在一個循環(huán)周期內(nèi)對其NOx和PM排放進(jìn)行評估。

仿真結(jié)果表明，無論EGR或SCR技術(shù)都能使NOx的排放達(dá)到限定值。對于560kW柴油機(jī)，僅有EGR技術(shù)其比油耗也能達(dá)到可接受范圍。但是，該發(fā)動機(jī)還應(yīng)該滿足PM和NOx的排放要求，因此還要增加SCR和DPF技術(shù)。SCR技術(shù)通過添加尿素罐可以使NOx低于限定值，DPF技術(shù)的應(yīng)用也使PM排放低于限定值。

雖然研究的是軌道車發(fā)動機(jī)，但通過其仿真結(jié)果對研究商用車等車用柴油機(jī)使用EGR和SCR技術(shù)提供了參考。

Carlo Beatrice et al. SAE 2013-24-0087.

編譯：張冬冬