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18年完成排放6级跳 油品或是最大障碍 康明斯副总裁解读国六

2019-07-04 04:00:00 霍景春

【卡车之家 原创】7.1日起,北京、上海、天津、河北、广东等多地开始实施国六排放标准。同日,康明斯在位于武汉的东亚研发中心庆祝了它百岁华诞,并且揭秘了它的国六技术。

18年完成排放6级跳 油品或是最大障碍 康明斯副总裁解读国六

中国在18年当中,经历了国一到国六的升级。对于国人、对于像康明斯这样的发动机厂商来说,面对几乎3年一次的排放升级,是一种巨大的挑战。

18年完成6级跳跃 好在有技术储备

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面对中国快速的排放升级,康明斯副总裁、中国区首席技术官彭立新博士说:按照正常的时间表,一般来说开发一款发动机需要3-5年的时间。因为首先你要确定什么样的技术最适合,再到开发产品,再到后期的验证,如果正常的时间表算,是非常紧张的,也几乎是不可能的。

但是康明斯有两个具有优势的条件,一是康明斯在国六之前有欧六,在国五之前有欧五,在国四之前有欧四。这样的技术储备可以让康明斯知道哪些环节是关键,哪些环节需要去多花功夫去做,这样的优势,也是让康明斯能够迅速应对中国排放标准的前提。

第二方面,康明斯的整个流程具有优势。康明斯目前是开发一代、研究一代、生产一代的流程,拿康明斯东亚研究中心来说,就有一帮人专门做开发,还有一帮人专门做探讨。

在做国五的时候,康明斯国六项目已经开始,他们不必等到政府的决策就已经开始了下一代产品的储备。

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所以对于康明斯来说,排放的升级并不是很大的挑战。彭立新博世说:因为我们具有很好的流程,以及我们有很好的全球经验可以借鉴。

从国一发动机到国六发动机,经历了很多技术方面的转变。彭立新博世说,柴油发动机要工作,离不开气和油,那么排放的升级也就应对气和油做改变。

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比如国一到国二,是针对气的改变,从过去的自然吸气转变为涡轮增压,让发动机拥有更多的燃烧空气,从而提高发动机的燃烧效率。

国二到国三,是针对油的改变,从过去的机械泵转化为电控泵;国三到国四的转变单独依靠发动机来讲已经实现不了,所以是一个很大的系统工程;国四到国五的升级变化并不是很大,只是一些数据的改变。

国内油品问题严峻 国六升级需全行业支持

而从国五到国六的升级,是非常庞大的系统工程,比如引进DPF,以及DPF的再生以及油品的含硫问题等,整个系统的集成是巨大的挑战。

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国六排放标准的达成,要求油品当中的含硫量要在10ppm以下,但是国内的实际情况并不乐观。

据康明斯调查取样发现,国内的三桶油(中石化、中石油、中海油),大概90%都能够满足国六排放对于油品的要求。

但是国内的用车环境非常的复杂,单独的“三桶油”取样并不能说明实际的用车环境问题。2017年开始,康明斯花费大量的精力从车辆的油箱当中取样80余份,得到的答案非常严峻。

经测试,80多份样品当中只有9%满足国六阶段发动机对于油品的要求。91%的柴油含硫量超标,最高的柴油含硫量达到9000ppm,超过标准900倍。

这样的油品对于国六发动机来说意味着什么?最直接的就是DPF问题。

所谓DPF,简单的来说是一个过滤的容器。它可以有效的过滤掉尾气排放当中的烟灰,并且在积攒一定的时间之后通过主动再生和被动再生的方式让其燃烧殆尽。

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一般来说,DPF的主动再生时间为100小时,当然这是在油品的含硫量达标的情况之下。含硫量的超标将直接导致DPF再生时间的缩短,比如含硫量达到1000ppm,原先预设的100小时再生就变为10小时再生。

这样会带来怎样的坏处呢?一方面是因为长时间的高温再生(温度600度左右),加快DPF系统的损坏;另一方面是DPF再生需要通过发动机高速运转来实现,也就增加了用户的燃油消耗,对于用户来说会让他们非常的恼火。

另外还有间接的问题伴随而至。DPF再生的时候,会有一些柴油进入到油底壳里面稀释机油,按照100小时再生一次的频次,机油在它整个生命周期当中是不会有问题的。但是如果缩短了再生工作的时间,机油被过早稀释,很有可能造成发动机的磨损。

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所以,高含硫量的柴油对于国六发动机是灾难性的。

国六升级,不单单是法规的升级,更重要的是从政府层面出发,自上往下在面对国六排放标准的态度。国六升级,需要整个系统的运作来给国六排放升级保驾护航。

非EGR路线得到验证 国六标准成全球标杆

和很多发动机设计不同的是,面对更高的排放标准要求,康明斯采用了非EGR路线,这也让很多人产生了一些疑问。

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康明斯之所以采用非EGR路线,是因为他们之前就有大量的验证:非EGR路线可以降低发动机零部件的数量,同时也可以为用户降低养护以及维修的成本。

彭立新坦言道:探讨国六之初,康明斯就意识到EGR路线在中国市场上会因为油品含硫量、服务能力、成本等问题并不会太乐观。在加上在美国市场当中,发动机有接近50%的维修费用来自EGR,所以康明斯一直在探讨是不是应该采用非EGR路线。

通过欧六阶段投放3.8升非EGR的试水,也证明了更高排放标准当中非EGR路线的可行性,也给了康明斯决定采用非EGR的决心。同时,他们也针对非EGR路线列举了大量的问题,比如在某一个环节失效模式下,发动机如何保证正常的运转。

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最后,答案是可行的。也就有了今天的国六非EGR路线产品。

从全球的排放标准来说,目前中国所实施的国六排放标准,严苛程度在全球范围来说,是站在最高端。

康明斯的全球六的实施当中,中国的国六开发,有全球的技术储备和资源的配合,为国六的发动机开发提供了很好的技术支持。

未来其他市场上的六阶段排放技术,我们也可以借鉴中国的国六项目的经验、技术和平台。纵观全球来看,过去国外的排放技术水平上要高于中国,但是随着国六排放标准的实施,中国的国六反而会被认证到欧六D阶段,可以应用到欧洲市场。

针对售后服务市场,未来最大的难点应该会在DPF的维修和保养上面。康明斯在美国和欧洲市场的DPF上面的经验累积已经十多年,这其中包含DPF的服务、DPF在后市场上面面对的一些挑战等,可以说康明斯非常有经验来应对。

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目前,位于武汉的康明斯东亚研发中心是康明斯位列第二的研发中心。随着中国市场的重要程度不断增强。未来,康明斯东亚研发中心将会扩大规模,来更好的和中国的主机厂完成链合,共同来推动中国商用车事业的发展和前行。(文/图 霍景春)

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