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輕型柴油汽車排放控制技術(shù)的成本估計
目前,對于排放控制技術(shù)的成本評估主要是由政府機構(gòu)完成的,評估的方法也主要依照當時的成本/效益分析,并超前于排放法規(guī)的實施,這在某些情況下高估了需要采用的技術(shù)。因此,對各種排放等級所需要的技術(shù)及成本進行系統(tǒng)的分析,并實時更新,以便各國在考慮采用更嚴格的排放標準時做出明智的決策。
自從1966年美國加利福尼亞州開始實施排放標準后,開啟了在輕型車輛上應用減排技術(shù)的序幕。PM、NOx、HC和CO是柴油機需要控制的主要污染物。目前,控制NOx和PM的最主要商業(yè)技術(shù)分為缸內(nèi)排放控制技術(shù)和后處理技術(shù)。缸內(nèi)排放控制技術(shù)包括3種系統(tǒng):燃油噴射系統(tǒng)、空氣處理以及廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)。對于輕型車輛,可采用的NOx后處理控制主要有:稀燃NOx捕集技術(shù)(LNT)和選擇性催化還原技術(shù)(SCR);而PM后處理裝置主要有氧化催化轉(zhuǎn)換器(DOC)和柴油微粒過濾器(DPF)。
燃料噴射系統(tǒng)主要分為旋轉(zhuǎn)泵式和高壓共軌式。旋轉(zhuǎn)泵式噴射系統(tǒng)作為基本組,主要應用于歐1標準;對于歐2標準的旋轉(zhuǎn)泵式噴射系統(tǒng)在歐1標準上,增加了成本價值50美元的電磁閥。而主要應用于歐3標準的高壓共軌技術(shù)的成本在600美元左右。渦輪增壓技術(shù)主要應用于歐4、歐5標準,對于一臺排量為2.0L柴油機的渦輪增壓器,其成本大約為150美元;一個電驅(qū)動的可變幾何形狀渦輪增壓器成本大約在125美元;而一臺中冷器的零售價在150美元左右,其成本價約為60美元。針對一臺排量為2.0L的發(fā)動機而言,EGR系統(tǒng)成本包括:一個價值30美元的電磁閥、一個38美元的DC電機以及適用不同等級的中冷器。歐3、歐4、歐5、歐6的中冷器價格分別為35美元、42美元、50美元、56美元。
后處理技術(shù)主要包括:DOC、 DPF、LNT、SCR,且4種技術(shù)成本均與發(fā)動機的排量有關(guān)。其中,DOC的成本為$DOC(Vd)=37× Vd+6;DPF的成本為$DPF (Vd)=135×Vd+53;LNT的成本為$LNT(Vd)=188×Vd+27;SCR的成本為$SCR(Vd)=72×Vd+297。
通過上述分析可知,一旦引入高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)和后處理系統(tǒng),柴油發(fā)動機排放控制成本就將大幅攀升,歐2的排放控制成本大約為140美元,而歐6的成本將近1600美元,增幅達10倍以上。
Francisco Posada et al. SAE 2013-01-0539.
編譯:郭明超