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“國(guó)五”時(shí)代的現(xiàn)實(shí)選擇

商用車之家訊:7月16日推出的東風(fēng)御風(fēng)的國(guó)五全系列產(chǎn)品,其采用的是ZD30發(fā)動(dòng)機(jī)和ZD25發(fā)動(dòng)機(jī),是依照日產(chǎn)研發(fā)模式進(jìn)行的研發(fā),具有高可靠性、低油耗、輕量化、超靜音、低排放等性能。東風(fēng)御風(fēng)國(guó)五車型采用了較為成熟的SCR技術(shù)路線,相比同類產(chǎn)品國(guó)五車型而言,東風(fēng)御風(fēng)國(guó)五車型的燃油經(jīng)濟(jì)性更好、適應(yīng)性更佳,車輛動(dòng)力更強(qiáng)、養(yǎng)護(hù)維修成本更低、可靠性更優(yōu)。

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        今年1月,隨著環(huán)保部、工信部2016年第4號(hào)公告的發(fā)出,對(duì)汽車行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的“國(guó)五”時(shí)代即將到來。


        根據(jù)油品升級(jí)進(jìn)程,我國(guó)將分區(qū)域?qū)嵤﹪?guó)家第五階段機(jī)動(dòng)車污染物排放標(biāo)準(zhǔn),即“國(guó)五”標(biāo)準(zhǔn)。 


        其中,我國(guó)東部11省自4月1日起,所有進(jìn)口、銷售和注冊(cè)登記的輕型汽油車、輕型柴油客車、載重柴油車(僅公交、環(huán)衛(wèi)、郵政用途),須符合國(guó)五標(biāo)準(zhǔn)要求。


        全國(guó)自2017年1月1日起,所有制造、進(jìn)口、銷售和注冊(cè)登記的輕型汽油車、載重柴油車(僅公交、環(huán)衛(wèi)、郵政用途),須符合國(guó)五標(biāo)準(zhǔn)要求。


        全國(guó)自2017年7月1日起,所有制造、進(jìn)口、銷售和注冊(cè)登記的柴油汽油車,須符合國(guó)五標(biāo)準(zhǔn)要求。自2018年1月1日起,我國(guó)所有制造、進(jìn)口、銷售和注冊(cè)登記的輕型柴油車,須符合國(guó)五標(biāo)準(zhǔn)。


如何實(shí)現(xiàn)國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)?


        與國(guó)四排放標(biāo)準(zhǔn)相比,國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氮氧化合物排放的限值降低了25%-28%,顆粒物的排放限值嚴(yán)格了82%。


        在節(jié)能減排成為大趨勢(shì)的前提下,除了發(fā)展新能源汽車,由汽油轉(zhuǎn)向柴油的趨勢(shì)也較為明顯,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)由于比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)油30%,二氧化碳排放量低30%-45%,因此柴油機(jī)的發(fā)展已成為汽車行業(yè)的重要發(fā)展方向。


        不過,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排放也面臨難點(diǎn):尾氣排放中的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)排氣筒排出的顆粒物、氮氧化物等排放對(duì)大氣環(huán)境的污染仍較嚴(yán)重,是否有辦法讓其排放達(dá)到最低并符合環(huán)保及國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)甚至更高標(biāo)準(zhǔn)的要求?


        答案是肯定的。在近乎苛刻的國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)面前,必須綜合使用排氣后處理技術(shù)來控制排放。目前,實(shí)現(xiàn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)有兩種途徑:


        一是SCR技術(shù),通過優(yōu)化噴油和燃燒過程,控制顆粒的產(chǎn)生,使燃燒溫度升高,從而增加NOx,再添加尿素來還原NOx來實(shí)現(xiàn)。


        二是EGR+DPF技術(shù),其實(shí)際上是廢氣再循環(huán)的過程,通過抑制NOx的產(chǎn)生,使燃燒的溫度降低,通過DOC(柴油氧化催化劑)或者DOC+DPF(顆粒捕捉器)將TPM(總顆粒物)降低到排放標(biāo)準(zhǔn)以下。


兩種技術(shù)路線比較


        SCR和DPF實(shí)際上是目前最主要的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理的兩種技術(shù)路線,二者各有特點(diǎn)和優(yōu)劣。


        在性能方面,就DPF而言,廢氣經(jīng)由DPF系統(tǒng),導(dǎo)致排氣背壓增加,動(dòng)力損失嚴(yán)重。而SCR系統(tǒng)因排氣背壓小,動(dòng)力輸出強(qiáng)勁。例如,DPF系統(tǒng)需補(bǔ)償EGR造成的功率損失來達(dá)到國(guó)五排放,更需兩級(jí)增壓,SCR因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,達(dá)到國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)三的增壓系統(tǒng)保持相同即可。


        在可靠性方面,DPF系統(tǒng)的廢氣再循環(huán)過程中,廢氣溫度高,催化劑燒蝕,額外噴油促成二次再生,易造成顆粒堵塞引發(fā)安全隱患;由于要補(bǔ)償EGR系統(tǒng)的壓力損失,因此增壓器一直處于高負(fù)荷工作,易損壞;同時(shí)由于廢氣溫度高,冷卻系統(tǒng)可靠性也會(huì)降低。反觀SCR系統(tǒng),由于不存在DPF堵塞、渦輪增壓高負(fù)荷工作、冷卻系統(tǒng)加大等問題,因此可靠性相對(duì)更好。


        在使用成本方面,有評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)顯示,DPF油耗相比SCR系統(tǒng)高10%,是因排氣背壓高、動(dòng)力損失等綜合導(dǎo)致;DPF一旦發(fā)生管路堵塞,必須更換DPF總成,費(fèi)用昂貴;DPF潤(rùn)滑油標(biāo)號(hào)要求CI-4級(jí),相對(duì)于SCR需要的CF-4級(jí)潤(rùn)滑油,費(fèi)用更高。


        事實(shí)上,SCR系統(tǒng)的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)后被還原成氨氣和水。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,所以用車成本會(huì)提高。但實(shí)際上SCR需要添加的尿素水溶液消耗量?jī)H為1:20,且購買便利。


        以東風(fēng)御風(fēng)國(guó)五車型為例,其尿素罐可容納10kg,油箱容積80L,每添加一次,對(duì)應(yīng)2.5箱柴油,相當(dāng)于0.016元/km,只需2500km添加一次尿素。


SCR成為主流


        不過,SCR技術(shù)在國(guó)四排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施階段已近趨于成熟,升級(jí)國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)只需要調(diào)整一下技術(shù)參數(shù),發(fā)動(dòng)機(jī)不用再次技改,開發(fā)成本相對(duì)要低,這將大大降低整車廠的升級(jí)成本和周期。若采用 EGR+DOC+DPF 技術(shù),則需要重新設(shè)計(jì)主機(jī),再次進(jìn)行的復(fù)雜標(biāo)定過程工作量龐大。


        無疑,在目前國(guó)內(nèi)國(guó)三和國(guó)四主機(jī)技術(shù)仍不算很成熟的背景下,SCR技術(shù)的優(yōu)勢(shì)十分明顯,市場(chǎng)認(rèn)可度相對(duì)較高,所以SCR目前仍然是滿足國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)的主流技術(shù)。


        從國(guó)外的實(shí)際情況來看,歐洲大部分國(guó)家選擇SCR作為主流的技術(shù)路線,在美國(guó)則主要選擇EGR+DOC+DPF技術(shù)路線,這是歐洲出于成本因素的考慮,歐洲的燃油價(jià)格相對(duì)較高,SCR技術(shù)較好的燃油經(jīng)濟(jì)性使該技術(shù)成為歐洲的首選。


        目前,國(guó)內(nèi)各個(gè)廠家都在備戰(zhàn)國(guó)五排放時(shí)代的到來,并將先后推出自己的國(guó)五產(chǎn)品,根據(jù)統(tǒng)計(jì),今年即將上市的國(guó)五產(chǎn)品的柴油發(fā)動(dòng)機(jī),大多采用的是SCR技術(shù)。


        例如將在7月16日推出的東風(fēng)御風(fēng)的國(guó)五全系列產(chǎn)品,其采用的是ZD30發(fā)動(dòng)機(jī)和ZD25發(fā)動(dòng)機(jī),是依照日產(chǎn)研發(fā)模式進(jìn)行的研發(fā),具有高可靠性、低油耗、輕量化、超靜音、低排放等性能。東風(fēng)御風(fēng)國(guó)五車型采用了較為成熟的SCR技術(shù)路線,相比同類產(chǎn)品國(guó)五車型而言,東風(fēng)御風(fēng)國(guó)五車型的燃油經(jīng)濟(jì)性更好、適應(yīng)性更佳,車輛動(dòng)力更強(qiáng)、養(yǎng)護(hù)維修成本更低、可靠性更優(yōu)。經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證,東風(fēng)御風(fēng)國(guó)五產(chǎn)品油耗比國(guó)四有所降低,同排量發(fā)動(dòng)機(jī)油采用SCR技術(shù)路線比DPF路線低10%左右的油耗。



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