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控制汽车尾气排放共轨技术之外仍有可能

发布时间:2019-09-19 13:01:05 编辑:笔名

控制汽车尾气排放 共轨技术之外仍有可能

虽然行业一致认为共轨是最佳的升级路线,但随着竞争者的增加和市场的戏份,新的产品依然会层出不穷

由于中国在2000年才开始对汽车尾气排放实施控制,最初参照欧洲引入国Ⅰ排放标准。因此,从最初,中国就没有留出足够的时间给本土企业来做研发和推广。博世、电装、德尔福等一批跨国公司依靠先进的产品和经验,很快成为中国汽车企业满足国家排放法规要求的合作伙伴。

在这种背景下,政府决策游移不定。新的排放法规必定会增加制造成本,中国的商用车都是生产资料,买了是用来赚钱的,成本增加,价格提高,消费者不一定会接受。因此,当中国重汽在国Ⅲ阶段推出EGR方案的时候,尽管大家都知道这个技术的不可靠性,但市场的需求改变了一切。

其实,对于汽车行业而言,满足排放标准并不是一件十分困难的事情。政府规定的颗粒物和二氧化碳指标,在现有技术条件下,都是可以实现的。最大的挑战是,企业必须在一定的成本之内满足新标准,而这个成本是被客户不接受的。

同样的情况在推行国Ⅳ的时候也会发生。

发动机排放取决于三个部分,一是进气,二是供油系统所产生的燃烧,三是后处理。进气优化和供油系统的电控化配合,可以把排放降到很低

,再通过EGR处理,就能够使排放降低。

一位业内专家认为,EGR到国Ⅳ是可以的,因为在污染的大气中戴足够厚的防毒面具也是可以呼吸到新鲜空气的。关键是把重点放在供油系统还是后处理系统。如果供油系统很差,用足够复杂的后处理也能够实现。但是国际上希望把供油系统能力提高,同样的投入效果会更明显。

国Ⅲ到国Ⅳ最大的变化就是颗粒物的排放要降低80%。由于机械泵自身的能力有限,其最大压力仅为1300Bar。在国Ⅳ路线上,有人提出把直列泵压力增大,从980Bar增大到1200Bar。这也是一个解决方案,同样是可靠性有待验证。

在这样的技术条件下要想实现对颗粒物的控制难度很大。康明斯(中国)投资有限公司发动机技术总监彭立新对此并不看好。他认为,厂家也可以设计一套比电控柴油发动机使用的后处理系统更为复杂的新系统来实现对颗粒物的控制,但是要做出这样一个繁琐的后处理系统,不仅实现程度较低,其成本甚至还高于对发动机供油系统的改进。

就目前而言,行业公认的国Ⅳ解决方案还是共轨系统。但技术路线也有差别。比如,电装打算通过提高压力来完成技术升级,这对发动机改造不大,但对零部件可靠性提出更高要求。成本也就更高。

博世希望以较小的压力,加上出色的后处理技术来满足要求。他们在2008年推出经济型的CRS1.3,满足国Ⅲ标准,喷射压力是1400Bar,现在,他们正试着将其做成满足国Ⅳ的喷射,但压力必须提高到1600Bar

德尔福在欧美给客户提供的欧Ⅴ方案中,用到电控泵喷嘴和单体泵。因为如果要想到传统共轨路线去,发动机结构需要大改。现在则是发动机设计理念不改,把轨的特性加上,帮助客户实现技术升级。

目前,德尔福电控泵喷嘴最大客户是沃尔沃卡车,发电机组、船用、工程机械发动机都是这个技术路线。达夫、戴姆勒、日产和现代的重型商用车上都是电控单体泵或电控泵喷嘴。在北美的重型卡车上,康明斯提供的也是单体泵。

之所以这么做,是因为重型车发动机体积大,共轨需要的蓄压也大,压力调节的速度会慢。在驾驶中,踩松油门需要的轨压是不同的,踩油门加速要求轨压高,松油门希望轨压立即下降,否则会耗油,所以要求响应时间非常苛刻,轨压大响应速度必须慢。单体泵和泵喷嘴只在一个很小的零部件里,可以及时地进气排气,每个循环里都可以调节。

从长远看,目前国内的国Ⅲ所用的1400~1600Bar的系统,这个压力在欧洲来说是较为落后的技术。德尔福曾经为玉柴匹配电控单体泵,其压力是2000Bar,技术有些超前,价格也贵。国内共轨使用寿命10万公里,德尔福的单体泵是150万公里。在中国市场来说超前了。成本也就超前了。张巍说。

其实,看技术进步和趋势,很重要的是应用一个技术要看它在未来发展是否有强劲的后劲。欧Ⅲ、欧Ⅳ是从欧Ⅱ的机械泵升级,避免发动机大改。单体泵需要加凸轮轴箱,也是额外成本。

共轨系统是模块式组合系统,在满足现有国Ⅲ标准下,可以轻松实现升级。国Ⅳ只需要更新参数和零部件总成,就可以实现到未来的跨越。采用这种技术的发动机厂,可以放心在向国Ⅳ、国Ⅴ未来技术过渡时找到很好的方案,具有随着技术提升更新发动机的能力。

但是未来福田和戴姆勒合资的457发动机可能用电控单体泵,东风日产柴的一些产品是电控泵喷嘴,沃尔沃也是电控泵喷嘴,如果这些机型引入中国,可能会导致其他的需求出现。

你选哪条线?

目前,国Ⅳ有两种技术路线,一种是采用共轨+SCR(选择性催化还原,添加一定比例的尿素溶液),第二种方式是采用共轨+EGR+颗粒捕捉器(DPF),这两种都是成熟的技术。

从油品的角度来讲,对SCR路线来说,现在国Ⅲ的油硫含量为350ppm,在满足国Ⅳ排放方面完全没有问题。而对于EGR路线,如果要满足国Ⅳ要求,油的硫含量必须达到50ppm。

对于燃油系统来说,在压力上的要求可能会有不同。SCR压力要求相对低一些,绝大多数在1600Bar的情况下就能实现国Ⅳ或者国Ⅴ;而EGR方案所需的压力可能要到1800Bar以上。从燃油经济性来说,走SCR路线能够节省一些油,但SCR路线需要增设添加剂蓝媒(AdBlue)的基础设施。

从对于客户发动机的要求来说,EGR方案对客户发动机的要求会高一些,如需要改善冷却系统,增加EGR系统。而SCR方案只需要普通的增压器就可以实现。

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