现代柴油机的技术武器(二)废气后处理装置

大量的研究表明，柴油机仅靠机内净化不能完全满足欧Ⅲ以上的排放法规要求，必须同时采取废气后处理技术。而减少NOx和微粒的排放装置则是实现欧Ⅳ和欧Ⅴ标准废气后处理的有力武器。     

日产柴商用车新动向——电腔共轨系统与新型废气后处理装置

日产柴油机公司为适应19本新短期排放法规．2004年车型（中型，普通型货车)搭载了新型发动机．并且获得日本国土交通省的超低微粒(PM）排放柴油机车认定制度“4星级”。其中降低柴油车排放污染物的重要措施．包括采用冷却EGR(Cooied EGR)与高压共轨技术并设置Super PM Cleaner(日产柴开发的微粒捕集器）作为标准装备，     

日野汽车公司推出的组合式废气再循环(EGR)系统

日野汽车公司在2003年11月4日推出了时隔12年经过全面换型的“日野Profire”系列,也是日野汽车公司生产的大型载货车系列之一。 该车搭载的新开发直列、6缸、低排放柴油机“E13C”,采用了“高压共轨式燃油喷射装置”、“组合式废气再循环(ERR)装置”、可变喷嘴涡轮增压器等新技术(见图1)。通过该种柴油机与颗粒排放物(PM)捕集率达到95％的后处理装置“微粒捕集器”的     

日产柴商用车新动向--电控共轨系统与新型废气后处理装置

日产柴油机公司为适应日本新短期排放法规,2004年车型(中型、普通型货车)搭载了新型发动机,并且获得日本国土交通省的超低微粒(PM)排放柴油机车认定制度"4星级".其中降低柴油车排放污染物的重要措施,包括采用冷却EGR(Cooled EGR)与高压共轨技术,并设置Super PM Cleaner(日产柴开发的微粒捕集器)作为标准装备,按照日本2000年柴油微粒(PM)排放物基准降低了85%.     

奔驰商用车绿色动力技术

为了能将按欧IV／V，废气排放原本很少的微粒排放进一步降低。考虑通过一种微粒捕集器对废气后处理系统加以补充。想必这样可以对按欧V业已明显降低的微粒排放还要降低50％以上。[编者按]     

国Ⅵ汽油车颗粒物排放后处理应对策略

正1国Ⅵ汽油车降低颗粒物排放的措施1.1汽油机排放污染物及其后处理应对策略汽油机排放污染物主要来自细颗粒排放物质(PM)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)和一氧化碳(CO)等4个部分。针对汽油机而言,尾气后处理装置主要有三元催化转化器(TWC)、热反应器、空气喷射器和汽油机颗粒捕集器(Gasoline Particulate Filter,GPF)等。其中,三元催化转化器是目前应用最多的废气后处理技术,也是大家相对比较熟悉的汽油车排放后处理技术。三元催化转化器安装在排气支管之后、排气消声器之前的排气管中,当发动机工作时,     

政策法规

根据欧洲环境保护部长理事会达成的协议，2000年已开始对重型载货汽车和公共汽车柴油机执行新的排放法规——欧Ⅲ标准，理事会还通过了将于2005年和2008年开始执行更为严格的排放法规，这些法规待欧洲议会批准后实施。 欧Ⅲ法规将以前采用的13工况标准循环测试改为欧洲稳态循环法、欧洲瞬态循环法和加载烟度试验等柴油机排放鉴定试验方法。对包括采用电控燃油泵、废气再循环装置和氧化催化转换器的普通柴油机，需进行欧洲稳态循环试验和加载烟度试验；对采用包括NOx催化器和PM捕集器等排气后处理装置的柴油机和气体燃料发动机则需增加欧洲瞬态循环法试验。2005年和2008年开始执行更为严格的排放法规后，进行定型试验的柴油机必须采用欧洲瞬态循环法和欧洲稳态循环法进行试验以确定其排放值。 2005年开始实施的欧Ⅳ标准规定，稳态循环法测试的柴油机PM排放限值为0.02 g/(kW*h)，瞬态循环法测试的限值为0.03 g/(kW*h)；两种试验循环测试的NOx排放限值均为3.5 g/(kW*h)。将于2008年执行的法规将NOx的排放限值降为2.0 g/(kW*h)。这些法规将于2002年进行可行性论证。据预测，要达到2005年开始执行的排放法规，所有新出厂的重型载货柴油车都必须加装排气后处理装置，这将引起柴油机排放控制技术的重大变革。     

柴油机排气微粒控制技术的发展

柴油机排放的大量微粒和NOx对环境的影响较为严重。回顾了柴油机排气微粒控制技术的发展历程，介绍了柴油机排气微粒控制的三种方法，指出虽然采用缸内措施及燃油质量的改善可大幅度降低微粒排放，但面对未来更为严格的排放法规，需要使用微粒后处理装置，对催化转换器和捕集氧化系统的技术发展进行了较为全面的评述。     

微粒捕集器再生技术的研究动态和发展趋势

微粒捕集器技术是满足未来车用柴油机严格排放法规的重要措施,再生技术是其中的关键环节。综述了柴油机微粒捕集器再生技术的研究现状,对各种再生技术进行了分析。阐述了这些再生技术存在的问题以及相关措施,并展望了微粒捕集器再生技术的发展趋势。     

国4重型柴油机技术路线待定

经过这几年的发展，国内柴油机企业已能适应排放标准，很多企业已在开发符合国4排放标准要求的产品，而国4排放标准对柴油机来讲，是一个技术的转折点。国4标准之前，柴油机排放可以通过机内净化技术来解决污染物的排放控制，达到相应的标准，而从国4开始，除了改进燃油喷射系统、优化燃烧过程等机内净化措施外，还必须增加机外后处理装置才能使排放达标。欧洲主要采用了两条技术路线：其一是SCR（选择性催化还原）技术路线，它是通过优化喷油和燃烧过程，尽量在机内控制微粒的产生，在机外后处理过程，采用尿素溶液对氮氧化物进行选择性催化还原；其二是EGR＋DPF（废气再循环加微粒捕集器）技术路线，它以废气再循环为基础，在机内抑制氮氧化物的产生，在机外后处理过程中采用微粒捕集器对微粒进行微粒捕捉。     

采用低压废气再循环改善轿车柴油机燃油经济性及瞬态控制

柴油机是客、货牵引车的最重要动力源。从全球温室效应的影响看,降低柴油机排放的任务十分紧迫。随着对日益增加的氮氧化物(NO_x)、颗粒(PM)和二氧化碳排放的关注,提出了严格的排放法规。未来的排放法规要求采用先进的排放控制技术,如选择性催化还原、稀氮氧化物捕集器和废气再循环技术。废气再循环被广泛用于降低排放。用一种低压废气再循环技术降低轿车柴油机排放,改善发动机的燃油经济性。对1台排量为7 L、装备有低压废气再循环系统的轿车柴油机开展了试验研究。在稳态和瞬态运行工况下,使用低压废气再循环系统比使用常规高压废气再循环系统更能获得改进燃油耗的效果。在发动机处于中速、中等负荷时,使用低压废气再循环系统可降低燃油耗,而NO_x和PM排放并不受影响。     

柴油机微粒捕集器的净化机理与材料技术

<正>微粒是柴油发动机的主要排放污染物,会严重威肋人类身体健康。而微粒捕集器则是目前限制其微粒排放最主要的后处理技术。其净化效率可达90%以上。文章通过总结国内外相关研究成果,阐述了微粒捕集器的净化机理和再生技术。并介绍了微粒捕集器材料技术的发展现状。     

SCR中国行业标准制定与排放控制体系初步建设探讨

我国将于2013年7月1日正式实施国Ⅳ排放标准。在中、重型汽车(货车和客车)中为达到国Ⅳ排放标准的技术路线都采用直喷式柴油机、涡轮增压中冷、1600bar高压燃油喷射系统和废气后处理SCR系统。在满足国Ⅳ排放标准时不需采用微粒捕集器。我国北京、上海、广州等都已提前实施国Ⅳ排放标准,而北京和上海将于2012年和2013年分别提前实施国Ⅴ排放标准。国内在大型旅游客车、城市公交车和高端重型     

基于Boost的柴油机微粒捕集器(DPF)性能分析

柴油机微粒排放控制技术已成为柴油机技术发展中的核心之一。文中探讨了微粒捕集器的捕集机理、过滤体材料特性以及再生技术。并利用AVL Boost软件建立模型,仿真分析了发动机的排气温度和柴油机微粒捕集器(Diesel Particulate Filter,DPF)的过滤孔密度对DPF的最高温度、排气背压和排气碳烟量的影响,提出了柴油机微粒捕集器设计优化的方法。     

满足日本后新长期排放法规的重型柴油机技术

自2009年起,日本实施的后新长期排放法规针对重型车制定了更严格的排放限值。此前,已于2006年制定了严格的重型车辆用燃油耗标准,规定在2015年前,要在满足排放法规要求的同时,达到燃油耗标准。根据这一背景,描述了新E13C型重型柴油机的发展概况,以及采用的设计理念和主要技术规格。着重介绍了如何同时兼顾到改善排放性能与提高燃油经济性,为满足后新长期排放法规要求的新型E13C柴油机所采用的先进技术及其新装备。探讨了新高压共轨燃油喷射系统、新型燃烧室、大容量废气再循环系统、柴油颗粒捕集器和尿素选择性催化还原系统的实际应用与效果。     

21世纪是柴油车的时代(二)

现代柴油机已开始采用直喷式燃烧室、四气门、电控系统、涡轮增压和中冷、可变截面涡轮增压器、废气再循环(EGR)、高压燃油喷射系统、废气后处理系统等，使柴油机的燃油经济性和排放性能得到明显提高，已可完全满足欧Ⅲ、欧IV甚至欧V排放法规。     

高压共轨系统和尾气后处理的开发

中重型车辆各国排放法规 由图1可看到,从欧V到欧VI排放法规,NOx排放降低大约80％,美国从US07排放到US10排放法规,NOx排放约降低83％;日本从中长期发展项目(NLT05)发展到新长期发展项目,NOx排放降低约87％.这是未来降低排放的一个重要的工作方向.要达到欧Ⅴ或国Ⅴ排放,有不同的技术路线,有的采取SCR技术路线;有的采用废气再循环(EGR)的技术路线.图2为满足欧Ⅳ(国Ⅳ)、欧Ⅴ(国Ⅴ)排放的SCR技术路线,可采用燃油喷射压力为1600bar高压共轨系统,NOx排放限值在8～10g/kWh之间,那么可采用开环的废气后处理DeNOx系统,NOx转化效率约在70％左右.不带氧化催化转化器(DOC),采用废气阀控制的增压器,能降低NOx 70％左右,可达到欧Ⅳ(国Ⅳ)排放水平.如果要达到欧V(国V)排放限值,只要采用闭环废气后处理DeNOx系统,NOx转化效率约80％左右,可选用氧化催化转化器,废气阀控制的增压器.     

SCR中国行业 标准制定与排放控制体系初步建设探讨

我国将于2013年7月1日正式实施国IV排放标准.在中、重型汽车(货车和客车)中为达到国Iv排放标准的技术路线都采用直喷式柴油机、涡轮增压中冷、1600bar高压燃油喷射系统和废气后处理SCR系统.在满足国IV排放标准时不需采用微粒捕集器.我国北京、上海、广州等都已提前实施国IV排放标准,而北京和上海将于2012年和2013年分别提前实施国V排放标准.国内在大型旅游客车、城市公交车和高端重型货车上都已采用废气后处理SCR系统,因此,制定SCR有关标准已提到日程上来.在这次"2012柴油机节能减排技术发展论坛"上,上海内燃机研究所计维斌高工介绍了中国制定选择性催化还原(SCR)有关标准的情况.     

货车废气再循环系统

汽车制造商在通过欧洲1号和欧洲2号排放法规所付出的代价比其预想的要少得多．但对即将实施的欧洲3号排放法规却显得束手无策，原因是欲达到新的排放法规，油耗将相应增加的这道难题久攻不破．李卡图咨询工程公司与荷兰环境保护部的合作研究成果表明：在货车上采用废气再循环系统，是满足欧洲3号排放法规，降低油耗的有效方法．众所周知，有害微粒、NOx和油耗三者是相互联系的，如果降低任意一种，则其余二者将会相应地增加．延迟喷油正时可以降低NOx和有害微粒的含量，但油耗却相应增加．自从1985年首次按照欧洲经济委员会第49项法规控制…     

不使用尿素溶液的氮氧化物及颗粒减排后处理系统的开发

基于对环境保护及人体健康的密切关注,迫切要求降低柴油车的氮氧化物及颗粒排放,为此,必须在进一步改进发动机以降低其自身排放的同时,充分利用排气后处理技术来减少废气排放量。目前,大型商用车的排气后处理系统一般会采用柴油机颗粒捕集器+尿素选择性催化还原系统的组合,但这一技术存在供应尿素溶液的基础设施不完善的课题。日野汽车公司开发了一种整体型催化转化系统,将燃油作为反应促进剂,可以在不使用尿素溶液的前提下,同时降低氮氧化物及颗粒排放。