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

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;其二是"EGR+DOC/DPF/POC(废气再循环+柴油氧化催化器/柴油颗粒过滤器/颗粒氧化催化器)"技术路线。两种技术路线各有优缺点,笔者在近期发表的"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"一文中有过很详细的介绍,在此不再赘述。下面仅就两种技术路线的研发生产和应用成本进行对比分析。     

国Ⅵ发动机的2条后处理技术路线

目前国Ⅵ发动机一般采用2条后处理技术路线:(1)EGR+低效SCR路线;(2)HiSCR(高效HCR)路线,也称非EGR路线。这2种路线都会用到尿素,前者有EGR,后者无EGR。这2种路线在国际上都有使用,各有特点和优势,目前还都难说有绝对压倒对方的优势。(1)EGR+DOC+DPF+SCR路线,简称EGR路线:其中,EGR(废气再循环系统)、DOC(氧化催化器)、DPF(颗粒捕集器)。     

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。     

商用车需求趋向多元化

<正>进入第三季度,国内商用车国IV市场化进程明显提速。统计数据显示,目前全国260个重点地级市执行国IV标准的比例已达65%,距离工信部制定的强制执行期限已不足5个月,国内商用车市场进入了"国IV倒计时"阶段。多动力组合,满足多样化市场需求关于国IV技术路线,目前各方面认可的不外乎两种,即高压共轨+SCR路线和高压共轨+EGR+DPF路线。其中,高压共轨+EGR+DPF技术路线,由于使用     

不同技术路线的国Ⅲ商用车对柴油机润滑油的影响

目前国内满足国Ⅲ排放的商用车主要有废气再循环(EGR)、高压共轨、电控单体泵、电控泵喷嘴等技术路线.不同技术路线的减排原理完全不同,因此对润滑油的影响也就不同.本文以添加同一种柴油机润滑油的2种技术路线(目前市场上应用较多的EGR和高压共轨技术)的国Ⅲ车辆为研究对象,通过行车路试,采样分析,探索不同技术路线的国Ⅲ商用车对柴油机润滑油的影响.     

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.     

我国车用柴油机燃油喷射系统市场竞争状况

目前,国内车用柴油机针对国Ⅲ排放标准实施的燃油喷射系统技术路线主要有四种：高压共轨、电控单体泵、电控泵喷嘴和电控直列泵＋EGR。 （1）高压共轨技术高压共轨系统主要由高压油泵、喷油管、高压蓄压器（共轨）、喷油器、电控单元、传感器及执行器组成。     

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％）。     

提高国Ⅲ柴油机排放水平的试验研究

通过安装EGR和DOC+POC耦合式后处理装置,对一款国Ⅲ高压共轨柴油机进行了改造和排放升级试验.通过调节EGR和供油参数,对改造后发动机的ESC十三工况点分别进行了排放优化,并按照优化结果进行了ESC试验验证,试验结果表明该发动机通过改造和优化,ESC排放水平能满足国Ⅳ限值.同时对EGR和供油参数的调节以及后处理装置...     

编者的话

<正>实施重型柴油机国Ⅳ标准,达到对NOx和PM的较低限值要求,基本有两条技术路线可供选择:其一是优化燃烧+SCR方案,其二是EGR+DPF方案。由于SCR方案燃油经济性较好和对硫含量相对不敏感,SCR技术更适合中国市场的发展。国内主要柴油机厂商也已推出基于SCR方案的国Ⅳ产品,并得到市场的认可。关于国Ⅳ技术路线探讨的相关内容请见本期东方时评。     

利用柴油机尾气后处理技术实现欧Ⅳ排放标准的试验研究

以某4缸增压直喷柴油机为样机,利用专业试验台架,在优化喷油提前角和EGR阀开度的前提下,联合利用氧化催化器(DOC)及微粒氧化催化转化器(POC)技术对柴油机尾气排放进行了试验研究,并总结了DOC和POC技术对柴油机排放的影响规律.试验结果表明,通过优化喷油提前角及EGR阀开度,并且选择正确的DOC与POC的布置形式,...     

重汽国Ⅳ柴油机SCR系统介绍

汽车的节能环保已作为一个世界性的课题在全球范围内为人们所重视,我国随着国Ⅳ排放法规的全面实施,选择性催化还原(简称SCR)技术也逐渐应用于我们的生活和生产中。电控高压共轨+SCR技术是中国重汽实现国Ⅳ技术的主要路线,本文详细介绍重汽国Ⅳ车辆上配装的SCR系统的组成结构、工作原理及系统使用时的注意事项。     

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。     

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。     

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。     

商用车国3柴油机Bosch共轨系统及控制策略（上）

从2008年7月1日起，车用柴油机开始执行国3排放标准，传统柴油机必须采用电控喷射系统。目前国内商用车国3柴油机采用的技术路线有：电控高压共轨系统（CRS）、电控单体泵（EUP）、电控泵喷嘴（EUI）以及电控直列泵（EIL）加电控冷却EGR系统等，其中采用共轨技术的比例更高一些。     

高压共轨EGR中型柴油机OBD标定技术探讨

按照法规要求,在满足国Ⅳ排放法规的同时,必须加装OBD系统。本文主要介绍了匹配了BOSCH电控高压共轨系统和EGR＋DOC＋POC方案的中小型发动机,OBD的基本原理和标定方法流程。     

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。     

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.     

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。