● 保證市場平穩(wěn)過渡 國五分階段、分時間實施
環(huán)保部宣布此次國五排放標準將先從東部11省市再到全國,先從從公交、環(huán)衛(wèi)和郵政用途逐步推廣到全部卡車,從2016年4月1日至2018年1月1日,分區(qū)域,分時段,分階段地實施。分階段實施國五是和實施國四最大的不同,這樣循序漸進地實施,保證了市場從國四到國五的平穩(wěn)過渡。
● 國五排放標準實現(xiàn)勢在必行 顆粒物濃度更加嚴格
柴油機最重要的排氣污染物是顆粒(PM)和氮氧化物NOx(NOx約占90%),顆粒是霧霾的誘因之一,而氮氧化物屬于有毒氣體,會造成光化學煙霧。柴油機排放物中還有少量一氧化氮CO(高負荷下排量高一點)、硫化物SOx和氮氫化合物HC,這三種氣體都屬有毒氣體。排氣中另一種主要的污染物是二氧化碳,雖然二氧化碳本身是無毒的,但它卻是引起“溫室效應(yīng)”的主要成分,在歐美,已經(jīng)開始限制二氧化氮的排放。
國五排放標準相比國四排放標準,氮氧化物(NOx)排放降低了28%,碳氫化合物和氮氧化物(HC+NOx)總和指標降低了23%,而對于柴油車的顆粒物濃度(PM)降低了82%,還有新增的顆粒物粒子數(shù)量(PN)檢測也是沖著柴油車來的,PN標準只對柴油車檢測。
● 確保國五實施 三方面齊入手
無論是我國還是歐美,為了既滿足日趨嚴格的排放法規(guī),又要降低柴油機的油耗,通?紤]以下三個方面。
1、提升燃油品質(zhì)
包括降低柴油中的硫含量、膠質(zhì)含量,控制多環(huán)芳烴含量、十六烷值,提高潤滑性能、添加劑的使用等,來降低顆粒等的排放。
我國國五標準柴油已經(jīng)執(zhí)行大半個月,三桶油的加油站,因為是廠家直接供油,已經(jīng)基本全部置換完畢;但民營加油站則置換速度相對落后,很多仍在銷售國四標準,主要是進貨渠道不固定,多以地方煉廠企業(yè)為主。
2、柴油機機內(nèi)凈化
機 內(nèi)凈化技術(shù)包括電控高壓燃油噴射技術(shù)、增壓中冷技術(shù)、廢氣再循環(huán)(EGR)技術(shù)、多氣門技術(shù)、可變渦流進氣道技術(shù)、可變壓縮比技術(shù)、均質(zhì)混合壓燃技術(shù) (HCCI)以及優(yōu)化燃燒室結(jié)構(gòu)和參數(shù)的相關(guān)技術(shù)等,可以減少NOx和PM等的產(chǎn)生,F(xiàn)在我國從國四發(fā)動機就開始采用的電噴技術(shù)。
3、排氣后處理
在幾近苛刻的國Ⅴ排放法規(guī)面前,僅依靠以上的技術(shù)還是不夠的,必須綜合使用排氣后處理技術(shù)來控制排放。
在柴油尾氣凈化上,尾氣溫度低造成NOx處理難,PM凈化難以及DPF和催化劑硫酸鹽堵塞問題。還原HC和CO偏少,既不利于NOx的凈化,也不利于尾氣溫度的提高,凈化還原NOx還需添加其他的還原劑。
目前市場上,絕大部分發(fā)動機制造商都是在改進歐Ⅲ發(fā)動機的基礎(chǔ)上,再加上SCR或EGR+DOC+DPF等后處理系統(tǒng)來實現(xiàn)的。目前從開發(fā)成本來看,側(cè)重SCR系統(tǒng),但從長遠來看,將來油品質(zhì)量的提高和DPF技術(shù)的完善,后處理技術(shù)將會向EGR+DOC+DPF傾斜。
● 現(xiàn)階段國五技術(shù)路線 SCR系統(tǒng)還是主流
1、選擇性催化還原SCR系統(tǒng)
SCR系統(tǒng)工作原理是將還原劑噴入排氣管,排氣中的氮氧化合物在催化劑的作用下與還原劑反應(yīng)被還原成氨氣和水,SCR系統(tǒng)目前采用的還原劑是尿素,但尿素是消耗品,必須定期添加,所以用車成本提高了。
SCR技術(shù)在國四階段已近趨于成熟,升級國五排放標準只需要調(diào)整一下技術(shù)參數(shù),對發(fā)動機的改變不大,相對的開發(fā)成本要低些,市場認可度高一些,所以SCR目前仍然是滿足國五排放標準的主流技術(shù)。
2、EGR+DOC+DPF即冷卻廢氣再循環(huán)+柴油催化氧化器+顆粒氧化催化器
佛吉亞DPF產(chǎn)品
通過EGR降低NOx的排放量,同時顆粒會有一定的增加,增加的顆粒經(jīng)過DOC+DPF處理會降低,從而達到降低NOx和顆粒的目的。
EGR+DOC+DPF技術(shù)路線需要改變發(fā)動機結(jié)構(gòu),而且DPF目前單次購買價格高,在長時間使用之后還會產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象,需要主動再生定期清洗,所以現(xiàn)在階段不適合大規(guī)模推廣。
3、SCR和EGR+DOC+DPF對比
通過對比可發(fā)現(xiàn)SCR燃油經(jīng)濟性好,發(fā)動機改動小,低熱量對冷卻系統(tǒng)無要求,但是,SCR系統(tǒng)箱體處理尺寸和重量大,監(jiān)控系統(tǒng)復(fù)雜,需要增加尿素,時間長了會產(chǎn)生結(jié)晶,整體成本提升,特別對輕卡來說。
EGR+DOC+DPF的具有顆粒轉(zhuǎn)化率高,質(zhì)量輕,體積小的優(yōu)點,但對油品要求高,燃燒經(jīng)濟性要比SCR低,高發(fā)熱對冷卻系統(tǒng)有要求。
● 我國排放標準起步晚 升級加快是大勢所趨
歐 美國家在上世紀60年代就已經(jīng)認識到汽車排放的危害,在1970年左右就相繼制定了相關(guān)排放標準,并隨著時代的發(fā)展和需求,歐美的排放標準也在不斷提升和 完善中。而我國在上世紀80年代才開始著手制定排放標準,一直到90年代,在參照歐洲排放標準的基礎(chǔ)上制定了自己的標準。
我國的排放標準主要是參照歐洲標準,雖然細節(jié)上略有差異,但大體相同。例如國五就相當于歐五標準。目前,我國已經(jīng)到了國四和國五切換之際,但還落后歐美一個層次,而且現(xiàn)在環(huán)境問題是全球問題,我國又是車輛大國,排放問題受到國際關(guān)注,所以排放升級加快是大勢所趨。
● 國六排放標準2016公布 預(yù)計比國五標準加嚴30%
目前我國正在制定六階段的標準,預(yù)計2016年底完成。根據(jù)當前環(huán)境保護的形勢要求,國六標準會進一步加嚴氮氧化物和顆粒物的排放限值,總體目標是在國五標準基礎(chǔ)上加嚴30%。
斯堪尼亞歐六發(fā)動機
從歐六標準發(fā)動機來看,采用的技術(shù)路線為SCR+EGR+DOC+DPF。主要是在發(fā)動機本體上加裝EGR,在進氣的地方加了一個節(jié)氣門,以精確控制進氣。后處理技術(shù)上,仍采用在傳統(tǒng)的SCR前端加上DPF顆粒捕捉器,達到凈化尾氣和滿足排放標準的要需求。