國(guó)4柴油發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)路線漸漸清晰
近些年來(lái),排放升級(jí)早已成為伴隨中國(guó)汽車技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要問(wèn)題。奧運(yùn)臨近,北京已經(jīng)在全國(guó)率先實(shí)行了國(guó)4標(biāo)準(zhǔn)。雖然這次排放升級(jí)更多是針對(duì)輕型汽油車,柴油車僅僅限于公交、郵政等特殊行業(yè),但這個(gè)遲早都要全面執(zhí)行的新標(biāo)準(zhǔn)就像一把懸在半空的利劍,時(shí)刻提醒企業(yè)要盡快做好準(zhǔn)備。
國(guó)4技術(shù)路線 柴油機(jī)企業(yè)達(dá)成共識(shí)
對(duì)于柴油機(jī),由于其尾氣中的主要污染物微粒和氮氧化物在生成條件上的護(hù)逆性,導(dǎo)致了柴油機(jī)在排放升級(jí),特別是國(guó)3以上階段的排放升級(jí)出現(xiàn)了不同技術(shù)路線。一派是通過(guò)機(jī)內(nèi)凈化微粒,機(jī)外催化還原氮氧化物的SCR(選擇性催化還原)技術(shù)。另一派是通過(guò)機(jī)內(nèi)凈化降低氮氧化物,機(jī)外通過(guò)微粒捕捉器過(guò)濾微粒的EGR(廢氣再循環(huán))技術(shù)。兩種技術(shù)都可以實(shí)現(xiàn)國(guó)4標(biāo)準(zhǔn)的排放,但由于所采用的技術(shù)截然不同,所以從發(fā)動(dòng)機(jī)自身的性能到對(duì)油品和相關(guān)配套設(shè)施的依賴程度都有著很大區(qū)別。
國(guó)外企業(yè)對(duì)此已有豐富技術(shù)儲(chǔ)備,有不少企業(yè)對(duì)這兩種技術(shù)路線進(jìn)行了深入研究,并做好了全面準(zhǔn)備。中國(guó)企業(yè)沒(méi)有能力,而且條件也不允許他們同時(shí)選擇兩種技術(shù)路線。是否能夠作出正確選擇,將直接決定企業(yè)未來(lái)的生死存亡。
“我們國(guó)4發(fā)動(dòng)機(jī)采取的技術(shù)策略,是通過(guò)尿素溶液來(lái)還原氮氧化物的SCR路線?!睘H柴動(dòng)力產(chǎn)品規(guī)劃部副部長(zhǎng)孫建告訴記者。
國(guó)內(nèi)最早推出國(guó)4柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的玉柴,也是使用了SCR作為后處理技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)國(guó)4排放。
而在國(guó)內(nèi)已經(jīng)銷售了不少國(guó)4發(fā)動(dòng)機(jī)的康明斯表示,雖然他們同時(shí)掌握了兩種技術(shù),但在他們看來(lái),SCR技術(shù)更適合中國(guó)市場(chǎng)。
在技術(shù)路線方面,國(guó)內(nèi)主流柴油機(jī)生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)基本達(dá)成了共識(shí),SCR將是未來(lái)國(guó)內(nèi)柴油機(jī)排放繼續(xù)升級(jí)的主要技術(shù)方向。
SCR技術(shù)更符合中國(guó)國(guó)情
在康明斯的一份研究報(bào)告中指出,使用SCR技術(shù)的歐4發(fā)動(dòng)機(jī)相比同等排量的歐3發(fā)動(dòng)機(jī),在最大扭矩和最大功率方面大約有近10%的提升,而同樣情況使用EGR技術(shù)的歐4發(fā)動(dòng)機(jī)則大致與歐3發(fā)動(dòng)機(jī)持平。同時(shí),使用SCR技術(shù)的歐4發(fā)動(dòng)機(jī)油耗水平相比同等排量的歐3發(fā)動(dòng)機(jī)要低5%~7%,使用EGR技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)則要高出3%左右。也就是說(shuō),同樣排量的歐4發(fā)動(dòng)機(jī),采用SCR技術(shù)相比EGR技術(shù)能夠節(jié)油近10%,而且動(dòng)力更強(qiáng)勁。
有了節(jié)油和動(dòng)力強(qiáng)勁這兩個(gè)最主要的優(yōu)勢(shì),SCR發(fā)動(dòng)機(jī)需要在加油時(shí)補(bǔ)充尿素溶液的缺陷就顯得不那么重要了。特別是中國(guó)消費(fèi)者對(duì)燃油消耗率的敏感性非常高,節(jié)油產(chǎn)品意味著會(huì)擁有廣闊市場(chǎng)。同時(shí),中國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)有著非常強(qiáng)大的化肥生產(chǎn)能力,作為SCR技術(shù)必備的尿素溶液,在中國(guó)是非常容易生產(chǎn)和制造的,這點(diǎn)也為中國(guó)推廣SCR技術(shù)創(chuàng)造了便利條件。
從對(duì)車重的影響方面來(lái)看,雖然使用SCR技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)需要攜帶一定重量的尿素溶液和相應(yīng)的催化還原系統(tǒng),但使用EGR系統(tǒng)也會(huì)增加不少重量。由于使用EGR技術(shù)要求發(fā)動(dòng)機(jī)有更強(qiáng)的冷卻能力,所以會(huì)導(dǎo)致散熱器增加額外的重量,配套使用的可變截面增壓器和微粒后處理裝置也會(huì)增加重量。
“目前,國(guó)內(nèi)取得的共識(shí)和歐洲市場(chǎng)基本相同,對(duì)于中大型的柴油機(jī),SCR技術(shù)更加適合,而在小型發(fā)動(dòng)機(jī)方面EGR更為適合?!奔执髮W(xué)汽車工程學(xué)院劉忠長(zhǎng)教授告訴記者,“這主要是因?yàn)?,采用SCR系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)論大小,都需要安裝一套尿素定量控制和噴射系統(tǒng),成本隨排量變化不大。而EGR技術(shù)所使用的微粒捕捉器,會(huì)因排量不同而產(chǎn)生巨大成本差異。所以小型柴油機(jī)使用EGR技術(shù),制造成本要遠(yuǎn)低于大型柴油機(jī)?!?nbsp;
此外,由于SCR技術(shù)僅在一定的工作溫度范圍內(nèi)才能有效果,所以更適合長(zhǎng)時(shí)間大負(fù)荷工作的重型柴油機(jī)。而在城市工況下的轎車柴油機(jī),長(zhǎng)期工作在低負(fù)荷區(qū)域,尾氣溫度不能達(dá)到要求,所以只適合使用EGR技術(shù)。