柴油機升級到國Ⅳ排放標準,無論是選擇SCR(選擇性催化還原技術(shù))還是EGR(廢氣再循環(huán)系統(tǒng))技術(shù)路線,排放后處理裝置都成為必備。
近日,記者采訪了多家排放后處理器生產(chǎn)企業(yè),他們對柴油機國Ⅳ排放升級尤其是后處理器的研發(fā)和使用,提出了自己的擔心和期望。他們認為,國Ⅳ柴油機排放后處理器的技術(shù)還需要完善,相關(guān)產(chǎn)品應(yīng)該盡快實現(xiàn)自主生產(chǎn),對排放的檢測應(yīng)該有保障措施。
多措施消除尿素結(jié)晶
四川中自尾氣凈化有限公司總經(jīng)理陳啟章告訴記者,在重型車實現(xiàn)國Ⅳ排放的選擇上,企業(yè)大多傾向SCR技術(shù),不過目前SCR系統(tǒng)仍有不盡如人意的地方,尿素結(jié)晶就是其一。
據(jù)江蘇可蘭素汽車環(huán)?萍加邢薰狙邪l(fā)中心主任嚴軍表介紹,車用尿素溶液的冰點為-11.5℃,儲存車用尿素溶液的環(huán)境無法做到溫度控制,從而引起尿素結(jié)晶!岸疚覈芏嗟貐^(qū)的溫度都會低于-11℃,這將導(dǎo)致車輛儲存車用尿素溶液結(jié)晶,從而造成SCR系統(tǒng)運行不暢。”
對此,可蘭素公司推出了車用尿素溶液抗低溫技術(shù)。據(jù)介紹,該技術(shù)主要采用降低冰點和干擾晶體結(jié)晶過程兩種方法!疤砑愉@鹽類物質(zhì)可以有效地降低車用尿素溶液的低溫冰點性能指標,而且抵抗環(huán)境低溫的能力大于傳統(tǒng)的車用尿素溶液。結(jié)晶干擾技術(shù)采用高分子物質(zhì)破壞低溫結(jié)晶過程達到降低冰點的要求!眹儡姳碚J為,車用尿素溶液的降冰點方式很多,需要通過進一步的臺架試驗確認,以滿足SCR設(shè)計要求。
濰柴動力主任工程師王意寶表示,尿素結(jié)晶問題已制約了SCR技術(shù)的推廣和應(yīng)用。他建議,提高尿素起噴溫度,優(yōu)化尿素噴射基于排氣溫度的修正,并倡議加強整車廠家、柴油機廠家、后處理廠家三方的協(xié)同開發(fā)。
在SCR系統(tǒng)使用中,尿素溶液由于受熱以及霧化影響產(chǎn)生沉積物,造成堵塞,這也是比較普遍的問題。沉積物堵塞管道最終導(dǎo)致SCR系統(tǒng)失效。業(yè)內(nèi)專家表示,可通過添加劑改善霧化程度,降低表面張力,起到抗沉積的作用。此外,由于尿素溶液具有較強的腐蝕性,容易腐蝕后處理器管路。
呼喚完全自主的DPF系統(tǒng)
據(jù)記者了解,輕型柴油車排放升級多采用催化性DPF,這種過濾器的控制單元一般集成在發(fā)動機的ECU中,由于使用后噴射輔助再生,標定匹配工作量巨大,DPF功能的標定(包括臺架和整車標定)需要18~24個月,且目前國內(nèi)無實際標定經(jīng)驗,需委托國外公司完成。
對此,安徽艾可藍節(jié)能環(huán)?萍加邢薰炯夹g(shù)總監(jiān)朱慶認為,國內(nèi)生產(chǎn)的DPF及再生控制系統(tǒng)和發(fā)動機ECU的匹配標定,由于發(fā)動機ECU來自國外壟斷企業(yè),合作標定問題不好解決,建議國內(nèi)主機廠開發(fā)自己的ECU。換個角度來說,國內(nèi)需要研制出相對獨立控制的DPF系統(tǒng),盡可能減少對國外發(fā)動機ECU的依賴。
目前,艾可藍已在國內(nèi)做過DPF裝機試驗。艾可藍的DPF主動再生系統(tǒng)安裝于江淮HK6910公交車上運行了6萬公里。試驗數(shù)據(jù)表明,未安裝DPF的百公里油耗18L,安裝DPF之后百公里油耗為18.4L,油耗增加2.22%。
業(yè)內(nèi)人士介紹,DPF在國內(nèi)的使用實例表明,國內(nèi)載體質(zhì)量不能滿足要求,有些大規(guī)格堇青石陶瓷載體經(jīng)不起熱沖擊、熱振動,碳化硅陶瓷載體由于壁面孔隙太小也容易產(chǎn)生問題。此外,由于油品的問題,國內(nèi)需要推廣耐硫型DPF。
NOx監(jiān)測需OBD完善
研究顯示,車速越高,NOx排放越低。而公交車在市區(qū)運行中實際車速大于25km/h的時間大概只占20%~50%,因此NOx排放很容易超標。解決這個問題的最好辦法,就是加裝OBD(在線診斷系統(tǒng))。
北京理工大學(xué)教授葛蘊珊對城市公交車SCR系統(tǒng)排放控制效果評估和應(yīng)對技術(shù)政策做過系統(tǒng)研究。他建議,對公交車輛進行在線NOx監(jiān)控,實時傳輸NOx數(shù)據(jù)(OBD3),同時對滿足國Ⅳ標準的重型柴油車的排放年檢中增加NOx的檢測。他還提出車載排放測量規(guī)范,并建議利用遙感發(fā)現(xiàn)高排放車。
四川中自尾氣凈化有限公司林濤博士告訴記者,SCR催化劑對城市工況適應(yīng)性問題值得探討。據(jù)他介紹,城市柴油公交車在低速、低轉(zhuǎn)速下運行,會導(dǎo)致低的排氣溫度,從而引起NOx的排放超標!癋e分子篩SCR催化劑,具有很好的中高溫活性,并具有良好的抗硫性能,但低溫性能不能滿足城市工況要求;Cu分子篩SCR催化劑,具有優(yōu)異的低溫活性和溫度窗口寬的優(yōu)點,但耐硫性能有待提高;V-SCR催化劑,低溫性能無法滿足城市工況要求。”林濤告訴記者。
林濤認為,正確選擇SCR催化劑的種類,SCR技術(shù)路線完全可以滿足當前柴油車城市工況下的NOx后處理要求,復(fù)合氧化物SCR催化劑將是未來的主流催化劑。他也對SCR系統(tǒng)提出了要求,需要噴射系統(tǒng)按照分子篩基催化劑溫度-特性進行匹配,并且需要OBD來完善。