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     

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。     

北京Ⅵ阶段重型发动机排放测试方法及限值对比分析

相比于我国现行排放法规,北京Ⅵ阶段法规针对重型柴油机排放法规进行了较大改变,文中将从现行法规和欧Ⅵ与京Ⅵ法规之间排放限值、测量方法等方面的差异性入手,解读京Ⅵ法规。结果表明,京Ⅵ法规相对于现行法规在测量方法上引入WHTC、WHSC和WNTE测试循环,同时大幅度严格了法规限制,并与欧Ⅵ法规测量方法相同,个别限值严于欧Ⅵ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)     

车用柴油机满足超低排放阶段技术路线的研究

结合未来超低排放法规的要求,分析目前国内外比较常用的几种后处理装置的化学反应模型和应用。同时提出了一些国外满足未来欧Vl,US2010等超低排放法规的技术路线并分析其对排放的影响,对不同路线之间的优缺点进行了对比。为今后国内满足更加严格的排放法规提出相应的思路。不同催化器之间的组合使用将是未来解决排放问题的一个方案。     

MultiAir发动机：汽油发动机的突破？

欧洲未来排放法规很可能给予汽油机而非柴油机更有利的政策。一种采用了空气直喷技术的新型超低排放汽油机正在进行标准化设计     

欧洲对柴油机排放的控制

控制柴油机排放污染物,主要在于控制NOX和PT(颗粒)。欧盟在柴油机排放控制方面一直走在世界的前列,所制定的排放标准也为世界各国所认可。欧盟控制排放污染物所有的技术措施如下:欧Ⅰ:采用非直喷燃烧室 分配泵燃油系统或直喷燃烧室 分配泵 燃油系统 增压技术(可采用中冷);欧Ⅱ:     

达到欧洲Ⅵ排放法规的新一代车用重载柴油机

概括介绍了2013年将在欧盟实施的车用重载柴油机欧洲Ⅵ排放法规;讨论研发新一代高性能、低燃油消耗、长寿命、达到欧洲Ⅵ排放法规的车用重载柴油机时,在机械开发、燃烧系统、喷油设备、增压和废气再循环系统及排气后处理系统等方面可以采用的先进技术。     

依维柯:不采用废气再循环系统就能满足欧Ⅵ排放标准

面对欧Ⅵ排放法规,依维柯公司推出了新型的Cursor系列发动机。该系列发动机没有采用废气再循环系统,而是仅仅依靠SCR选择性催化还原技术就实现了满足欧Ⅵ排放法规规定的各项极限值。这些仅仅使用SCR技术的发动机由菲亚特动力系统公司(FPTArbon)开发设计。     

客车柴油机排放及其控制技术

阐述客车用柴油机污染的产生及有害排放的组成以及当今世界排放法规体系;分析并比较柴油机排放控制的电控燃油喷射和后处理技术,对满足更高排放法规的柴油机排放控制技术路线进行探讨。     

缸内直喷技术在小型汽油机上的应用研究

在1台单缸发动机上进行了汽油缸内直喷研究,设计了燃油供应系统、燃油电控喷射及台架测试系统。对部分台架试验结果进行研究分析,结果表明:改装的小型缸内直喷汽油机动力性能和排放性能均有明显改善;喷射时刻对排放有重要影响;在缸内直喷分层难以实现时,缸内直喷均质混合方式也是可行的研究开发方向。     

GDI与PFI汽油车微粒排放特性的试验研究

对3辆缸内直喷(GDI)汽车和1辆进气道燃油喷射(PFI)汽车进行了试验研究,在NEDC循环上采用PMP方法测量微粒质量排放和微粒数量排放,用DMS500型快速微粒分析仪测量微粒瞬态数量排放和粒径分布。结果表明:4辆试验车的微粒质量排放均达到欧Ⅵ法规要求,但GDI汽车的微粒排放远超出法规限值;GDI汽车和PFI汽车在冷起动暖机阶段均有大量微粒生成,GDI汽车在暖机后的瞬态工况会有明显的微粒排放;GDI汽车核态微粒峰值粒径约为18nm,而作为数量排放主要形态的积聚态峰值粒径约为80nm;PFI汽车的积聚态峰值粒径约为60nm,而作为其数量排放主要形态的核态微粒峰值粒径约为12nm。     

满足欧Ⅴ和第三阶段油耗限值的汽油机技术路线分析

为了应对环境污染和能源危机的挑战,需要探索可持续发展的汽油发动机技术路线。本文首先通过分析欧Ⅴ排放标准和第三阶段油耗限值法规,研究其相对现有法规的加严之处;然后对发动机现有技术路线进行成本和收益分析,分析其成本和对油耗排放的贡献度;最后对各种技术路线进行综合分析,使汽油机技术方案能够在同时满足欧Ⅴ和第三阶段油耗的基础上成本降到最低。得出结论:为了使汽油发动机能够满足欧Ⅴ和第三阶段油耗限值,采用主要技术如排气VVT、提高压缩比、采用电子节温器、选择低摩擦阻力的活塞环和顶柱、重新匹配标定、改良催化器、弱混技术或者增压减排量等技术,能够满足欧Ⅴ排放法规和第三阶段油耗,成本增加最小。     

新型汽油微粒过滤器技术

<正>天纳克(Tennec0)利用其在柴油微粒过滤器(DPF)技术上的专业知识开发了用于2017车型汽车的汽油微粒过滤器,这些为汽油直喷(GDI)发动机设计的过滤器减少了颗粒物的排放以符合欧Ⅵc排放法规(颗粒数不超过6×10~(11)/km)。该法规将于2017年9月1日起生效。     

重卡用国V发动机排气后处理系统设计

随着全球环境状况日益恶化,世界各国越来越关注汽车尾气的排放,我国环保部要求在2013年7月实施国Ⅳ排放,国V排放预计在其后不久实施,本文首先介绍了全球排放法规及排放污染物的限值要求,然后分析了国V排放采用的技术方案,对采用SCR技术路线达到国V排放的排气后处理系统设计提出了要求。     

摩托车国Ⅲ工况法排放技术路线可行性分析（1）

针对较低原始排放发动机,以稳态工况的过量空气系数控制及催化转化器转化效率为基础,在仅考虑化油器及二次补气阀本身控制误差情况下,分析了化油器技术路线的可行性,并对闭环电喷技术路线进行了对比;从理论和实测两方面分析了过量空气系数对尾气排放控制的关键影响。研究结果表明,相较于成熟的传统闭环电喷技术,化油器方案通过国Ⅲ排放法规不具备可行性。     

达到欧3排放法规的新一代南京依维柯汽车及共轨柴油机

本文阐述达到欧3排放法规的新一代南京依维柯汽车及采用国际先进水平的BOSCH电控高压共轨燃油喷射系统的增压中冷直喷柴油机系列的技术特点和开发过程。     

新型燃油喷射缸内直喷二冲程汽油机的研究与开发(续1)

将成本低和简单可靠的新型自由电枢式燃油喷射单元FAI（Free Armature Injection）应用于AX-100二冲程汽油机，进行了电控燃油缸内高压直喷的研究和开发，在原机的基础上设计改造了一个适合缸内直喷的进气、供油及燃烧室系统。通过试验，获得了大量的缸内直喷的试验数据和电控参数的MAP图，并分析了喷油量、喷油提前角和点火相位等非常敏感的控制参数对发动机的性能、燃油消耗和排放的影响规律，还做了该直喷发动机和原化油器发动机的性能、燃油消耗和排放的比较。结果表明，新型自由电枢式燃油喷射FAI直喷技术能够成功的应用于缸内高压直喷系统，极大改善了燃油短路的现象和扫气效率，在整个运行范围内燃油消耗大大降低，HC排放改善很多。     

柴油机电控技术发展与国Ⅲ排放技术路线

介绍了国外各种柴油机电控燃油喷射技术的发展历程、系统典型代表及各阶段的技术特点,阐述了我国应达到国Ⅲ排放标准的技术措施及所采用的电控和非电控燃油喷射技术的特点,指出目前我国采用的电控分配泵、电控泵喷嘴、电控组合单体泵、高压共轨及电控直列泵＋冷却EGR等柴油机燃油喷射技术路线可以满足国Ⅲ排放法规的要求。     

轻型汽油车燃油系统技术特点分析

研究国标、欧标和美标蒸发排放法规技术要求,分析满足国五排放标准的燃油系统和满足国六排放标准的燃油系统的结构差异,提出国五升级国六燃油系统设计的技术特点及难点,并对未来法规的制定提供技术支持;研究高压燃油系统内部压力随温度变化的规律,提出满足混合动力车辆国六要求的高压燃油系统设计方案。