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欧洲卡车排放系统一览

2009-09-21 06:00:00 520scania

    【卡车之家 原创】在环保法规日益严格的今天,卡车废气排放越来越受到人们的重视,而作为汽车发源地的欧洲,对卡车排放的要求相当苛刻。为了达到现行的欧洲5号排放标准,各个厂家都在发动机上做文章,EGR和SCR便成了满足排放要求最显著的手段。

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    对于中国卡车业来说,EGR相当熟悉,而SCR却很是陌生,有必要做一个简单的解释。

    EGR:是英文“exhaust gas recirculation ”的缩写,中文名称为发动机废气再循环。

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图为EGR+DPF系统图

    原理为少部分废气经EGR阀进入进气系统,将一部分排气循进气管与新鲜空气混合后进入汽缸燃烧,以增加混合气的热容量,降低燃烧时的最高温度,抑制NOx的生成。从而降低了废气中的NOx的含量。但过度的废气参与再循环,将会影响发动机的动力性,特别是在发动机怠速、低速、小负荷及冷机时,再循环的废气会明显地影响发动机性能。 

    SCR:是英文“Selective catalytic reduction”的缩写,中文名称为选择性催化还原。

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图为SCR系统图

    原理为发动机燃烧后的废气利用氨(NH3)对NOx还原功能,将尿素喷入排气管的催化反应器中,利用催化剂作用将NOx还原为对大气没有影响的氮气和水。“选择性”的意思是指氨有选择的进行还原反应,在这里只选择NOx还原。但此技术需要更高的发动机燃烧温度,氮氧化物需要催化器来实现催化还原。

    下面将欧洲制造商主力重卡发动机对应欧洲5号排放要求做一个简单归纳:

EGR系统
厂商发动机系列应用车系

斯堪尼亚

DC9,DC13斯堪尼亚P,G,R
D20曼TGA
制表 360che.com 卡车之家

SCR系统
厂商发动机系列应用车系

斯堪尼亚

DC16斯堪尼亚R
沃尔沃D11C,D13C,D16C沃尔沃FM,FH
D26,D28曼TGS,TGX
戴姆勒奔驰OM501,OM502,DD13,DD15奔驰Actros
雷诺DXi11,DXi13雷诺premium,kerax,magnum
达夫MX,PR达夫CF,XF
依维柯Cursor8,Cursor11,Cursor13依维柯Trakker,Stralis
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    由此可以看出欧洲制造商只剩下曼和斯堪尼亚公司采用EGR系统,但大排量发动机依然采用SCR系统。从使用成本来看,使用EGR发动机油耗会有一定程度上的增加,与EGR相比,SCR发动机的燃料利用率提高3%左右,但SCR发动机需要加注尿素作为催化剂,也需要一定的开销,但尿素的价格相对便宜,由此可见当技术成熟时,SCR的使用成本比EGR要低。

    广泛运用的SCR已被认为是比EGR更有效达到严格环保要求的手段,虽然泵喷嘴和EGR结合使用达到近几年来的排放要求并没有问题,但当更严格的排放标准开始实行,泵喷嘴技术就遇到了瓶颈。EGR系统导致燃烧爆发压力高,燃油滞后喷射有机油含碳问题,而DPF的清洁再生复杂而效果不能得到保障。随着更严格的欧洲6号排放要求即将到来,曼公司也许将彻底投靠SCR阵营,而剩下斯堪尼亚继续在ERG阵营孤军奋战。但为了满足法规,斯堪尼亚连手康明斯共同研究超高压共轨系统XPI也就不奇怪了。

    图为曼公司的D20系列EGR发动机,D20发动机输出功率为228kW-316kW,是为了取代D28系列匹配TGA。该机是采用EGR共轨式燃油喷射,利用博世第二代共轨式燃油喷射系统来提高喷射压力。以此降低NOX排放量。

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图为曼公司的D20系列EGR发动机

    在中国,欧3排放当年实行的时候让不少厂家头疼,其主要原因就是高含硫量高含水量充满杂质的柴油搞的鬼,对于油品质量作为消费者的我们无能为力,过几年将实行欧4排放标准,厂家对于SCR的研究刚起步,在国内推广还需要相当长一段时间,人们的认知度小得可怜。单从油品质量来说国内的油品来说更适合SCR系统的发展,因为SCR对燃油的含硫量并不敏感。

    在香港,目前已经实行的欧洲4号排放标准,SCR系统已经大量运用于商用车。而国内厂家的EGR由于是否能够达到更严格的标准,是否具有技术升级的可能性等原因受到一些质疑,事实上真正意义上的EGR是能够满足欧洲4号排放标准的,所以在以后的排放发展中,EGR和SCR会并存发展。可以预见不久后在国内实行的欧4标准将会加快SCR系统研发和推广的速度。而北京公交成为了国内第一个吃螃蟹的单位,为了配合在公交车上广泛使用的欧4排放发动机,已经建设SCR发动机所必须的尿素加注站。

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发动机后处理/车用尿素
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