MTU公司和德国铁路公司联合进行柴油机排放试验

作为欧盟清洁型铁路柴油机研究计划的一部分,德国Tognum集团的子公司MTU从2011年11月开始与德国铁路公司(DB AG)及其他开发合作伙伴进行柴油机实际运行条件下的排放试验。试验所用的柴油机是MTU公司的一台12缸发动机,该发动机达到将从2012年开始生效的欧盟ⅢB级排放标准。试验的目的是获得应对其他即将生效的排放法规的补充信息和新信息。用来进行试验的12V4000R84型柴油机标定功率为1800kW,通过采用优化的机内技术和结合采用颗粒过滤器,达到严格的欧盟ⅢB级排放标准。该型柴油机采用二级增压(装用3台涡轮增压器)和中间进气空气冷却以及冷却式废气再循环技     

MTU公司展示达到欧盟ⅢB级排放标准的铁路柴油机

德国Tognum集团的子公司MTU Friedrichs-hafen在2010年柏林国际轨道交通技术博览会上展示了它新开发的新一代4000系列铁路柴油机,此种铁路柴油机可满足将从2012开始生效的欧盟IIIB级排放标准。MTU公司宣布,虽然它的新一代柴油机较之当代柴油机的排放限值有明显减少,     

MTU公司的低排放4000系列铁路柴油机

德国柴油机制造商MTU公司推出了它的4000系列铁路用柴油机。这种新的发动机能够达到更严格的欧盟ⅢA级排放标准的要求,该标准规定,柴油机的氮氧化物（NOx）排放量将从目前的最多为9．5g／kWh减少到从2009年开始执行的6．0g／kWh。     

RailPower公司获得低排放调车机车订货

德国MTU公司在2006年柏林铁路创新博览会上展出了其最新的4000系列柴油机(图1)。改进型的4000系列柴油机被设计成可满足将于2009年1月开始实施的欧3A级排放法规的要求(允许的氮氧化物排放限制值从目前的9.5g/kWh降低到6.0g/kWh),而与此同时其功率比早先的4000系列发动机提升了1     

现代化的喷油系统应对未来大功率柴油机排放法规的挑战

能够满足EPA Tier 4最终版排放标准要求的大功率柴油机刚刚投放市场。EPA劣化系数测试和现场验证进展顺利。目前尚无有关其坚固性、可靠性和耐久性的统计结果。据文献报道,目前市场上解决排放问题的方案有:CRS1 800 bar+SCR和CRS 2 200 bar+EGR和DOC。随着燃烧进一步优化,不久将出现共轨系统1 600 bar+SCR+DOC。与EPA Tier 2发动机相比,上述方案均将显著提高成本。EGR和SCR的成本以及冷却和配套要求均使得Tier 4方案的采样变得十分复杂并提高成本。虽然对EPA Tier 4系统的了解还不全面,新的排放标准已经在讨论之中。已经发布了EU Stage 5的提案,其将对PM和NOx的限制更加严格。文章对喷油系统和排气后处理系统的要求进行了概述。大功率发动机用2 200 bar CRS能够达到的怎样的排放标准?这种方案能否满足未来的排放法规要求?文章介绍了喷油系统及其在排放相关负荷点的性能,以及排放与燃油消耗的关联。详细分析了喷油率、喷雾特性以及喷油孔出口的喷雾速度。对一台配有单级和两级涡轮增压器的高速大功率单缸机进行了试验研究。基于重载公路和非公路柴油机的经验,针对未来排放法规,对高速大功率发动机的喷射系统和排气后处理需要达到的条件进行了预测。目前的EU Stage 4和EPA Tier 4重载非公路应用(560 k W)所能达到的标准接近于未来的LE(560 kW)EU Stage 5限值。EU Stage 4为0.4 g/(kWh)NOx和0.02 g/(kWh)PM。当前的公路排放标准处于类似的水平,但附加有PM限值,并已在进行运行测试。现有的重载方案和现有的大功率发动机的业绩为LE EU Stage 5排放达标所可能采取的技术提供了依据。在成本、配套性和结构复杂性方面影响较小的方案是可取的。所有方案必须具有坚固性、可靠性和耐久性。     

MTU公司已准备好应对欧3B排放标准

随着欧3B（Euro III B）排放标准将于2012年1月1日开始生效,MTU公司在2010年柏林国际轨道交通技术博览会上展示了它的下一代4000系列柴油机。已获得德国联邦公路运输局认证的新系列柴油机装有颗粒过滤器和废气再循环装置,     

VMMotori公司新型R750发动机系列

针对非道路用车辆的排放法规要求,研究人员正重新审视发动机设计,并为零部件引入最新的技术和定制排气后处理系统。降低颗粒排放是影响发动机整体性能和价格的关键问题之一。目前,业界还没有一种统一的解决办法。部分制造商采用高压燃油喷射与高效的柴油氧化催化转化器组合的方式,而另一些制造商则依靠主动再生柴油机排气颗粒过滤器技术或单用选择性催化还原技术来达到欧盟第4阶段和美国第4f阶段排放标准。考虑到上述方法的利弊,VMMotori公司决定采用一种新技术,将柴油氧化催化转化器与分流式颗粒过滤器（PM—Metalitg）用于新型R750发动机系列。讨论这种方法的优点,同时介绍为达到排放限值所进行的应用性研究。介绍PM—Metalit技术无须维护保养就可降低颗粒排放的物理及化学机理。此外,还将讨论模拟实际运行条件得出的试验结果。     

满足未来排放法规要求的MTU解决方案

所有大型的柴油机制造商的开发重点都放在未来即将生效的废气排放法规上。国际海事组织Stage3标准将规定船用发动机在最大标定转速下的NOx排放限值为2g/kWh。针对机车的将从2012年开始生效的欧盟EUIIIB标准规定,NOx+HC的排放限值为4.0g/kWh,颗粒物排放量限值在0.025g/kWh以内。美国环保局规定,输出功率超过900kW发电机组的NOx排放限值为0.67g/kWh,颗粒物排放限值为0.10g/kWh。MTUFriedrichafen公司的柴油机产品遍布全球,应用领域十分广泛,因此需要考虑满足各种主流排放参数要求。最大限度地降低寿命周期成本的最佳技术理念已贯穿在每个应用领域的开发中。根据已生效的排放限值、再冷却条件、燃油经济性要求和燃油品质,可以采用不同技术组合,这些技术包括:燃油喷射、涡轮增压、气门定时、废气再循环和排气后处理。本文通过引用一些应用实例来阐述这些技术方案。     

Cummins公司推出新型铁路柴油机

新的Cummins QSK50型机车柴油机在成功获得其排放达标证书之后,将于2010年初投入运用。该型发动机最近获得美国环保局（U．S．EPA）40CFR Part 1033 Tier 2排放标准和欧盟（EU）Stage 3a排放标准达标证书,并且被美国加利福尼亚州大气资源局认可为一种超低排放的机车（ULEL）发动机。     

MTU公司开始应对下一轮排放标准

简要介绍了MTU公司最新开发的可达到EU3b级排放标准的4000R84型铁路柴油机的主要技术特点、性能和参数。     

第一种采用共轨喷射装置的MTU 4000系列大功率柴油机

1996年,德国MTU公司首次推出了4000系列柴油机。该机功率覆盖范围为735kW至4300kW,可广泛用于诸如船舶、铁路机车动车、发电设备等领域。文中分别介绍了用于上述领域的MTU4000系列柴油机的特殊技术要求以及为满足这些要求对发动机所作的进一步改进和开发。     

为应对新排放法规而进行改造的新MTU4000系列柴油机

4000系列发动机自1996年投放市场以来,在世界铁路、矿山、海洋运输、发电以及油气各领域已可靠应用数百万小时,其以12V、16V和20V的结构形式实现了1 000～4 300 kW的功率覆盖面。为确保发动机排放值能够适应未来的需要,MTU对其4000系列发动机进行了全面升级改造。05型的开发重点是实现EU Stage IIIB、EPA Tier 4和IMO 3排放达标,与先前的适用标准相比,该排放法规要求NOx排放降低40%～90%,颗粒物排放降低80%～88%。MTU根据具体应用条件提供各种匹配的减排技术方案。针对船舶、铁路机车和发电应用,MTU提供排气后处理系统;此外,还针对油气和矿山的移动设备应用采取不同的技术措施。公司针对1600、2000和4000系列采用独特的发动机技术方案,可以不依赖任何排气后处理系统,这是在该性能等级内的一项独特的成果。除了排放达标,该发动机取得成功的关键因素还包括:优越的功率重量比、发动机尺寸、燃油经济性以及高可靠性。对于不采用排气后处理的发动机,在发动机结构方面,采用了大量的关键性减排技术。两级涡轮增压结合Miller燃烧以及排气再循环,有助于显著降低NOx排放量。公司的一种新型燃油喷射系统喷射压力可高达2 500 bar。新一代发动机使MTU的工程师们成功地解决了严格的减排法规要求与用户降低寿命期成本、改进发动机性能和固定发动机尺寸之间的矛盾。为每一种应用形式提供最佳的减排技术,其中包括加装和不加装排气后处理装置。     

俄罗斯地铁车辆制造公司提供PA2型内燃动车组

德国MTU公司的低排放12V 4000R33型机车柴油机刚刚收到美国环保局发放的Tier2级排放标准证书。 这种2250英制马力（1678kW）柴油机专门针对铁路用途进行了优化，它装有MTU公司的第二代共轨式燃油喷射系统、水冷式排气系统和涡轮增压器以及先进的电子控制装置。     

新西兰机车装用20缸柴油机

德国驱动和动力装置专业制造商Tognum将提供MTU 20V400R43型柴油机（图1）,用于新西兰KiwiRail铁路公司向中国铁路工业龙头企业之一的中国北车集团大连机车车辆有限公司订购的20台新机车。该型柴油机标定功率为2700kW,达到UIC（国际铁路联盟）Ⅲ排放标准,并且具有低的燃油消耗。据Tognum公司称,这些发动机将于2010年初完成交付。     

EMD公司继续开发710系列柴油机

美国EMD公司最近宣布,它已生产了第7500台710系列柴油机。在过去的24个月中,EMD公司共取得37项有关其710系列发动机减少排放和改善燃油效率新技术的专利。710系列发动机达到美国环保局（EPA）Tier2排放标准,其中的12—710G3B．T2型和16-710G3B-T2型柴油机已于2006年获得欧盟Directive97／68EC排放法规的Stage3a限值达标认可。EMD公司期望下一步能在不需要采用尿素后处理措施来减少NOx排放的情况下达到Stage3b级排放标准的限值要求。     

新一代MTU 4000系列柴油机

日益严格的废气排放标准和不断提高功率的要求是德国MTU公司进一步开发4000系列柴油机的动因。这种非公路车辆用高速柴油机特别适用于建筑机械、发电机组、铁路和船舶。文中介绍了MTU 4000系列柴油机的结构特点、技术参数及排放指标等。     

拉脱维亚对内燃机车进行现代化改造

<正>拉脱维亚国家铁路决定对14台2M62U系列双节内燃机车进行升级改造。Rolls-Royce Power Systems公司(MTU子公司)提供了28台MTU公司的16V 4000 R43型柴油机,功率为2 200 k W。机车设备的更新和改造由捷克的CZ LOKO公司负责,该公司是东欧地区规模最大的机车改造企业。     

2007年柴油机排放控制回顾

综述了2007年以来柴油机排放法规、发动机技术及NOx和PM控制技术的发展。目前欧洲排放法规的主要发展是提出了2013年重型车排放法规。该法规在技术上与美国2010年的排放要求相似。另外,欧洲委员会还首次提出了CO2排放130g／km的限值,接近于日本燃油经济性对CO2排放的要求。发动机取得了非常显著的进步,特别是美国轻型车发动机的清洁燃烧技术有很大发展。对重型发动机的研究主要集中在传统方法的改进,为满足严格的美国2010年排放要求,开发了许多发动机后处理技术。在不同的应用场合,NOx的控制集中采用选择性催化还原技术。对寒冷环境下的运行和系统优化进行了进一步研究。稀NOx捕集器的耐久性问题更受关注,并通过硫捕集器来提高性能。稀NOx催化技术得到进一步发展。柴油机颗粒过滤器技术得到进一步优化,成本得以降低。提出了新一代柴油机颗粒过滤器方案,并进行了关于碳烟与催化剂之间相互作用的基础研究,以及对柴油机颗粒过滤器结构进一步优化的研究。最后,提供了有关柴油机氧化催化器的最新进展,介绍了采用先进燃烧策略的研究趋势,讨论了影响NO2形成的重要因素,以及提高氧化催化器使用耐久性的一些新措施。     

Tognum公司提供MTU柴油机用于旧机车改造

2009年10月8日,Tognum集团的子公司MTU Ffiedfichshafen GmbH与德国铁路公司（DB AG）一起共同庆祝第400台V290型机车换装MTU柴油机。在从2002年开始至2009年9月结束的整个机车现代化改造期间,MTU公司总共为德国铁路公司提供了412台4000系列柴油机。     

MTU铁路发动机获UIC认证

德国Tognum集团的子公司MTU获得了国际铁路联盟（UIC）为其12V、16V和20V4000R43型铁路发动机颁发的UIC623和UIC624认证书，从而使得这些发动机首次在世界上在其性能和排放等级方面获得UIC颁发的证书（UIC不久还将为MTU的8缸机进行认证）。