中国- 柴油机欧 4 排放的基本技术路线及相关问题发动机排放污染物主要有 HC( 碳氢化合物)? NOx( 氮氧合物)? CO( 一氧化碳)? PM (微粒)等,它们主要通过车辆排气管排放,将近 45% 的HC和极小数的其它污染物质则由曲轴箱和燃油系统排放?在上述汽车排放污染物中, CO 是燃油不完全燃烧的产物,对人的健康危害较大? HC 主要是燃油蒸发及不完全燃烧的产物,由 200 多种不同的成份构成,含有致癌物质? NOx 是在燃烧室高温高压条件下,由氮和氧化合而成,排放到大气后变成 NO2 (二氧化碳),其毒性很强,对人及植物生长均有不良影响,是形成酸雨及光化学烟雾的主要物质之一? PM 主要成份是碳烟,上面附有大量化学物质,包含致癌物质,吸入人体后会在肺部长期停留?对于大功率柴油机而言:基本上有两条路线 1通过 EG R把 NOX 降下来,然后通过颗粒捕集器或颗粒氧化器等后处理技术把 PM 降到欧 4水平;2通过燃烧系统优化(主要采用高压喷射+合理的燃烧组织)把颗粒降下来,但同时允许 NOX 升高,然后,在排气后处理系统中,通过 SCR 催化器把 NOX 降到欧 4 ,使用 DPF 以及 SCR 都存在很多客观限制因素,比如油品\ :比较现实的技术方案是:直喷+增压中冷+冷却 EGR+ 氧化催化器+电控燃油喷射系统(最好是共轨);目前存在的问题 1? SCR: 在商用车上应用的难点是加尿素问题,除非在国家政策的支持下加尿素站就像加油站一样普遍?在乘用车上应用还有安装空间问题,以及乘用车大部分使用工况排气温度对于 SCR 来说过低?低温结晶如何解决,在东北根本不能用,-11 度就结晶;成本非常高,在国外一套合格的 SCR 系统要 6000 美圆,要防止 NH3 的逸出,需要进行精确的标定匹配,要加装氧化催化器以除去 NH3 ,但有氧化催化器对硫又很敏感?2? DPF :燃油的含硫量是应用的大问题,如果中国生产不了< 50ppm 的柴油, DP F 的应用是空谈? DPF 在中国的应用还存在发动机生产一致性问题,因为 DPF 再生标定还不能完全闭环,如果发动机一致性差异大可能会发生堵塞或烧毁?当然发动机只采用 EGR+DOC 也有达到国 4排放的可能的,方法是降低发动机功率和扭矩(商用车发动机)或配较轻的车(乘用车发动机),目的是使发动机的测试运行区域落在中小负荷,减少炭烟生成,而 EG R可以控制 NOx,DO C可以氧化 HC 和 CO 以及部分颗粒?我国发动机要达到更高排放的另一个重大工作是须尽可能地降低机油耗和曲轴箱窜气? DOC 装置可以将总微粒(TPM) 中的可溶性有机组分(SOF) 氧化成 CO2 和水?还能将排气中的 CO和HC 氧化成 CO2 和水?与控制 TPM ?HC和CO 排放不同,NOx 需要被还原成氮(N2) 和水?为满足欧 4 和欧 5 标准, 发动机制造商将必须采取发动机改进?使用含硫量极低的燃油以及排放控制系统等技术措施?欧4和欧 5 标准要求柴油含硫量不超过 50X10-6, 而美国 2007 年和 2010 年法规则要求将柴油含硫量降低至 15×10-6 ?其理由:(1) 发动机排放的 SO3 遇水会生成硫酸, 它是 TPM 的—部分;(2) 硫极易被大
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