我国中重型柴油机主要生产企业排放达标控制策略对比分析

1概述为了应对即将到来的排放升级,国内发动机企业均在加快推出满足国Ⅳ标准的产品。与2008年的两条主流国Ⅲ路线——"高压共轨"和"直列泵+EGR"不同,目前国内主要中重型柴油机企业在国Ⅳ路线的选择上则主要为"高压共轨+SCR"。1.1重、轻型机路线各异根据国外经验,目前车用柴油机可以选择的国Ⅳ排放控制技术路线有四种,分别是SCR(选择性催化还原)、EGR(废气再循环)+DOC(氧化催化器)、EGR+DOC+POC(颗粒氧化催化器)以及EGR+DOC+DPF(颗粒捕集器),后三种路线也有专家统称为EGR+路线。目前     

柴油机SCR与EGR+两大排放控制技术路线研发生产和应用成本对比分析

当今业内众所周知,为了满足欧Ⅳ～欧Ⅵ排放法规,欧美中重型商用车及柴油机企业主要采用了两条排放控制技术路线:其一是优化燃烧+SCR(选择性催化还原)技术路线,简称SCR路线,它是通过优化喷油和燃烧过程,尽量在机内控制微粒     

两大排放控制技术路线研发及生产挑战

为了满足欧IV～欧VI排放法规，欧美中重型商用车及柴油机企业主要采用了两条排放控制技术路线：其一是“优化燃烧＋SCR（选择性催化还原）”技术路线，简称SCR路线，它是通过优化喷油和燃烧过程，尽量在机内控制微粒PM的产生，     

欧Ⅳ及之后中重型柴油机排放控制两大主要技术路线对比评介

介绍了欧Ⅳ及之后中重型柴油机排放控制“优化燃烧＋SCR”与“EGR＋”两大主要技术路线的优缺点及其在欧洲和北美的应用情况,详细分析了SCR和EGR技术的工作原理、系统构成、应用面临的主要问题和挑战等,同时描述了PM后处理器DOC、DPF、POC的发展应用现状。     

中重型车用柴油机实施欧Ⅳ排放的技术路径

论述了中重型车用柴油机实现欧Ⅳ应具有的基本条件,讨论了对发动机主要系统、部件及油品的要求,包括增压系统、燃烧系统、燃油喷射系统、活塞、机体、缸盖等。重点分析了为实现欧Ⅳ降低NOx和颗粒要求,采用优化燃烧 选择性催化还原(SCR)和废气再循环系统(EGR) 颗粒捕捉器(DPF)两条技术路线的利弊。根据中国的实际情况,初步认为我国中重型车用柴油机实施欧Ⅳ排放宜首选优化燃烧 SCR技术路线。     

欧Ⅳ及之后中重型柴油机排放控制两大主要技术路线对比

为了满足欧IV到欧VI排放法规,欧美中重型商用车及柴油机企业主要采用了两条排放控制技术路线：其一是＂优化燃烧＋SCR（选择性催化还原）＂技术路线,简称SCR路线,它是通过优化喷油和燃烧过程,尽量在机内控制微粒PM的产生,而在机外后处理过程中,采用尿素溶液对氮氧化物NOx进行选择性催化还原,这一技术路线在欧洲占主流,欧洲长途载货车几乎全部采用这一方案,相关生产企业主要有康明斯、马克、     

满足国Ⅴ排放的重型柴油机排气后处理技术

研究了国外重型发动机在欧Ⅳ到欧Ⅴ阶段(或US2007到US2010)的技术路线,并探讨国内重型柴油机达到国Ⅴ排放可采用的排气后处理技术方案。由于柴油机排放物PM与NOx存在折中效应,为达到国Ⅴ排放标准,应采用组合式后处理技术。在各种后处理技术方案中,SCR+DOC+DPF/POC和EGR+DOC+DPF是两种主要的技术措施,而LNT+DOC+DPF技术对排气中的S特别敏感。     

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.     

国V柴油对车用柴油机排放影响的试验研究

采用AVL全流采样(CVS)系统,在3台国Ⅳ重型柴油机上进行了国Ⅳ、国Ⅴ柴油油品对排放影响的对比试验,试验使用ESC,ETC以及ELR测试循环。3台发动机均采用增压中冷+SCR技术路线,供油系统包括高压共轨和电控单体泵系统,排量范围为3.8～11.9 L。研究发现,无论是ESC循环还是ETC循环,国Ⅴ柴油相对于国Ⅳ柴油,均可以降低重型柴油机的PM和CO排放,但对NO_x,THC和ELR烟度没有明显影响。     

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)     

重型柴油机尾气NO_x的SCR概述

随着车辆数目的日益增多,汽车尾气污染日趋严重,为了降低柴油机尾气中NOx对大气的污染,SCR(Selective Catalytic Reduction)是一种有效的控制方法。文中着重对SCR降低柴油机尾气中NOx的还原剂喷射和混合管道进行了优化设计。一般认为,柴油机仅仅依靠机内优化措施不能满足欧Ⅳ排放限值的要求,达到第Ⅳ阶段排放标准必须采用排气后处理系统技术。在众多的柴油机排气后处理措施中,选择性催化还原技术最有前途,尤其针对柴油机的NOx排放。     

浅谈柴油机满足国IV两条技术路线

近年来,随着人们对环境保护的日趋重视,世界各国对内燃机废气排放的要求变得越来越严格,轻型柴油车开始实施国Iv标准。目前由于机内排放控制并不能完全起到净化效果,因此对已排出燃烧室但尚未排到大气中的废气进行处理,采取机外控制技术显得很有必要。PM和NOx是柴油机主要排放污染物,如何同时降低这两种尾气组成,达到国Ⅳ排放水平,是当今世界柴油机技术的难点和研究热点。本文介绍目前国内满足柴油机国IV排放标准的SCR和EGRDPF／DOC两种主流技术路线。通过对比分析两种系统的原理和优缺点得出适合国内发展的路线,并浅谈未来柴油机排放控制的发展方向。     

国IV重型卡车SCR系统及车用尿素溶液解析

车用尿素是重卡达标的必备产品国内柴油机生产厂家为达到日趋严格的国家机动车污染物排放标准,从国IV开始,除采取改进燃油喷射系统、优化燃烧过程等机内净化措施外,还增加了机外后处理装置。目前,国内满足国IV排放标准的主流技术路线主要有2种：一是机内优化燃烧＋选择性催化还原（SCR）路线;二是废气再循环（EGR）＋柴油微粒捕捉器／氧化催化转换器（DPF／DOC）路线。由于采用SCR技术的国IV柴油机具有改动小、燃油要求较低等优点,更适应国内目前柴油品质相刈较差、含硫量较高的现状,且燃油经济性比EGR技术好,在技术升级连续性上具有优势;此外,SCR系统的催化器耐久性好且不存在堵塞的风险,因此,国内重卡生产厂家为应对国IV排放标准要求,大多都采用了SCR的后处理技术。但使用SCR后处理技术的柴油车必须添加尿索溶液作为催化还原剂对尾气中的氮氧化物进行处理,通过车用尿素溶液与SCR技术的共同作用,在优化柴油机性能和减少燃料消耗的同时,还可以显著降低成本（通常车用尿素溶液的平均消耗量约为柴油消耗量的5％）。     

柴油发动机满足欧Ⅵ排放排气后处理技术分析

<正>随着排放法规的逐步加严,仅依靠机内净化技术已不能达到法规限值要求,还必须使用排气后处理技术来控制污染物。参考国外柴油发动机从欧Ⅴ到欧Ⅵ阶段的技术路线,由于柴油机排放物PM与NOx存在折中效应,为达到欧Ⅵ排放标准,应采用组合式后处理技术。在各种后处理技术方案中,SCR+DOC+DPF/POC和EGR+DOC+DPF是两种主要的技术措施。     

浅谈柴油机满足国Ⅳ两条技术路线

近年来,随着人们对环境保护的日趋重视,世界各国对内燃机废气排放的要求变得越来越严格,轻型柴油车开始实施国IV标准。目前由于机内排放控制并不能完全起到净化效果,因此对已排出燃烧室但尚未排到大气中的废气进行处理,采取机外控制技术显得很有必要。PM和NOx是柴油机主要排放污染物,如何同时降低这两种尾气组成,达到国Ⅳ排放水平,是当今世界柴油机技术的难点和研究热点。本文介绍目前国内满足柴油机国Ⅳ排放标准的SCR和EGR DPF/DOC两种主流技术路线。通过对比分析两种系统的原理和优缺点得出适合国内发展的路线,并浅谈未来柴油机排放控制的发展方向。     

DOC+POC对发动机燃用柴油与B20排放颗粒的净化性能研究

对一台车用高压共轨直喷式柴油机,分别燃用纯柴油和B20燃料,在未加装后处理装置的原机和加装柴油机氧化催化器与颗粒氧化催化转化器(DOC+POC)后处理装置的两种状态下,利用EEPS颗粒粒径谱仪,测试其排气颗粒数量排放及其粒径分布。结果表明:未加装后处理装置时,燃用B20燃料的核态颗粒数量排放略高于柴油;而聚集态颗粒的数量排放则低于柴油;加装DOC+POC后处理装置后,排气颗粒数量排放明显下降,颗粒净化效率存在两个较高的峰值,一个在粒径10nm附近的核态颗粒区域,另一个在粒径300nm附近的聚集态颗粒区域。燃用B20燃料时,总的来说排气颗粒数量排放低于柴油,一DOC+POC对多数工况下颗粒的净化效率明显高于柴油。     

柴油汽车SCR技术的应用研究

分析国内厂家采用SCR技术满足欧Ⅳ排放的原因,介绍SCR系统的组成和工作原理、柴油汽车SCR系统的应用方案,研究影响SCR系统NOX转化效率的主要因素。     

编者的话

从欧洲的排放技术发展看,欧Ⅱ到欧Ⅲ和欧Ⅲ到欧Ⅳ的进步不是一个量级的。欧Ⅱ到欧Ⅲ是质的飞跃,发动机内从机械式喷油变为更加经济和高效率的电子喷油。而欧Ⅲ到欧Ⅳ是在尾气处理上增加一些诸如颗粒捕集器、催化转化剂之类,进一步提高排放和燃烧效率。目前,国内车用柴油机针对国Ⅲ排放标准实施的燃油系统技术路线主要有四种：     

采用EGR和DOC实现柴油机欧Ⅳ排放的试验研究

按照GB 17691-2005《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法(中国Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段)》的试验方法,对采用了EGR和DOC技术路线的某六缸增压柴油机进行了测试.研究了该技术方案对该柴油机排放性能的影响.结果表明,成本相对低廉的EGR+DOC技术路线可以满足该柴油机的国Ⅳ排放要求.     

辉腾V6 TDI柴油机

据报道，辉腾V6 TDI柴油机将环保与动力的结合推向了一个新的高度，采用了共轨直喷技术，可输出功率171kw；新的排放控制技术的应用，使其率先达到了即将在2009年生效的欧V排放标准。欧V标准对尾气颗粒（PM）排放的要求比目前的欧Ⅳ限值要低80％，而装用V6TDI柴油机的辉腾轿车则成为首款满足这一排放标准要求的柴油车型。