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载货车国六尾气处理技术

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自2020年7月1日起,在河南省行政区域内所有生产、 进口的公交、邮政、环卫等城市用途重型柴油车应符 合《重型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第 六阶段)》(GB17691-2018)6a阶段标准要求。 8月1日前,非国六汽车能上牌 对于大多数私家车车主来说,影响最大的就是, 2019年7月1日起,国五排放的车将不再允许在河南 销售,违规者将依法受到严格处罚。
新技术、 改善柴油机排放措施的应用造成障碍,也是排放标准推迟的主要
原因。(但新一届政府大力推行的一系列政策,油品质量已得到较大改
观)
2、关键零部件问题
目前国4核心零部件主要是国外企业在国内设立独资公司的国外零部件
供应商,很少有合资企业,之所以采用独资方式,是因为这种投资方式可
以保证技术的长期垄断性,可以为其带来超额的垄断利润。
国六技术路线
颗粒个数限值的新要求导致壁流式DPF成为满足欧六要求的必需装置 NOx下降幅度又要求EGR和SCR技术的采用 因此EGR+SCR +DPF是达到欧6阶段排放要求的主流技术(部分N1类轻型发 动机采用EGR+DOC+DPF能够满足排放要求)
N2类ESC/ETC排放限值
N2类WHSC/WHTC欧六排放限值
时,并适当增加EGR率,大幅降低NOx,使4A/4B发动机达到欧IV排放工程目标
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二、轻型载货车用柴油机技术发展
国三技术路线
燃油系统 控制类型 最高喷射压力 噪声 油品的适应性 燃油耗 可靠性 排放一致性 成本
三种技术路线的对比
电控VE泵 位置控制式
1100bar 一般 优 优 一般
达标困难 +
电控单体泵 时间控制式
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二、轻型载货车用柴油机技术发展
国六技术路线
采用技术: 冷却EGR VGT增压器 空空中冷 电子节气门 DOC+DPF 压差传感器 排温传感器 NOx传感器 尿素喷射泵 尿素箱 尿素混合器
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三、技术发展存在问题
1、油品问题:
目前,国内多数城市尚未实现国四油的供应,柴油品质差、柴油标准
的制修订严重滞后于汽车工业发展的需要,对柴油机技术的发展以及各种
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四、营销体系与服务体系变化
1、高端轻卡发动机是市场发展趋势 随着国家政策法规要求轻型柴油机实现达标排放,用户要求其要有良
好的经济性、动力性和舒适性,催生了中高端轻柴这两年的快速发展,从 目前来看此类产品主要为江铃、庆铃、福田、南汽等自产自销发动机。
中高端发动机产品研发周期长、生产资金投入大、生产成本高,但产 品毛利也高,符合经济社会发展的方向,是轻型柴油机行业发展到一定阶 段的必然趋势。 2、竞争格局形成
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三、技术发展存在问题
5、发动机结构 国V以上发动机强化程度非常高,通常升功率能达到45KW/L左右,因此
也要求发动机结构设计采用更先进的技术(如下)。然而目前国内企业的 先进发动机主要技术来源有如下几种,要么直接引进先进发动机的生产许 可,要么花费高昂费用请AVL、FEV技术咨询公司进行开发,要么测绘国外 发动机进行逆向设计。因此缺乏先进发动机结构设计能力,也是技术发展 存在的问题。 高强度、低变形量的发动机本体结构; 高流量系数,低涡流比的四气门缸盖; 减小气门传动机构往复运动质量的双顶置凸轮轴设计; 消除气门间隙的滚子摇臂,液压挺住; 传动机构更为紧凑的链传动和带传动设计
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一、轻型载货车用柴油机排放法规
排放法规
我国从2000年开始执行车用柴油机排放标准,截止今年已执行到 国四阶段,2019年开始实施国VI排放标准。
柴油车单车排放量 下降趋势
排放削减率/%
0.0% -50.0% -100.0%
CO NOx PM HC
HC PM NOx CO
一氧化碳 碳氢化合物 氮氧化物
国三技术路线
随着国家排放法规的日益严格,国内各柴油机企业根据自身特点 对上述诸多柴油机新技术均开展了一定的研究开发,并不同程度地获 得了应用,推动我国车用柴油机产品从传统技术向现代先进技术过 渡。
从国二到国三是一次跳跃式发展,由机械控制系统转为电子控制 系统。
国内轻型柴油机国Ⅲ技术路线为电控燃油系统+EGR技术。
出于对后处理成本、开发标定难易程度以及整车布置空间考虑,我 国轻型柴油机更侧重于EGR+DOC+POC路线,来满足国四排放标准。
燃油系统选择高压共轨或者电控单体泵均能满足法规要求,但共轨 燃油系统排放一致性更容易控制。
N1类(<3.5T)轻卡以及皮卡柴油机,采用VP泵(全电控VE泵) +EGR+DOC/双DOC的技术路线,满足整车国四排放要求。
适合京五
使用成本较DPF低4-7%(包括燃 料+尿素消耗)
布置空间小
标定难度小
发动机冷却能力无需改变
进气系统复杂(EGR+节气门)满足京五&EU6需要增加DPF
对燃油硫含量敏感
需要有较大的整车布置空间
高比油耗
尿素加液站的基础建设
标定难度大
发动机冷却能力需加强(尤 其是EGR冷却能力)
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二、轻型载货车用柴油机技术发展
行再生。
二、轻型载货车用柴油机技术发展
国五技术路线
N2类(总质量>3.5T)国V技术路线有两种: 第一种后处理技术为EGR+DOC+DPF; 第二种后处理技术为DOC+SCR。 N2类京V技术路线——由于北京环保对颗粒数(PN)的严格要求, 详见京环发【2014】67号,两种: 第一种后处理技术为EGR+DOC+DPF; 第二种后处理技术为DOC+SCR+DPF。
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二、轻型载货车用柴油机技术发展
国四技术路线
DOC+POC后处理器
工作原理:
DOC的主要作用: DOC是一种氧化型催化转化器,能够通过氧化作用净化柴油发动机尾气排放
中的CO/HC和颗粒物中的SOF部分。 氧化NO生成NO2,用于POC的碳处理。 POC主要作用: POC是一种部分流式(直通式)圆形蜂窝状的陶瓷载体颗粒捕集器。柴油发
SCR工作原理:
SCR又叫选择性催化还原,SCR转化器的 催化作用具有很强的选择性,氮氧化物 的还原反应被加速。
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二、轻型载货车用柴油机技术发展
国五技术路线 国V两种技术路线对比
国五后处理 解决方案
优点
缺点
EGR+DOC+DPF系统
DOC+SCR系统
可升级到EU6
进气系统简单(无需EGR&节气 门)
动机排放尾气流经POC时,一部分发动机排气直接进入开放的孔道并排入大 气, 而另一部分排气进入后端封闭的通道中, 这样这部分排气中的颗粒物被 POC捕获收集在壁上, 从而达到降低柴油尾气颗粒物排放的要求。 POC(颗粒氧化催化转化器)主要通过催化氧化方式降低废气中颗粒的含量。
这种后处理装置与DPF和SCR相比,产品体积最小,而且不需要消耗额外燃油进 12
载货车国六尾气处理技术
国六轻卡技术
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国六实施,先小型车后重型车 自2019年7月1日起,在河南等等省行政区域内—— 销售和注册登记的轻型汽车应符合《轻型汽车污染物 排放限值及测量方法(中国第六阶段)》 (GB18352.6-2016)6a或6b阶段标准要求; 生产、进口、销售和注册登记的燃气汽车应符合《重 型柴油车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶 段)》(GB17691-2018)6a或6b阶段标准要求; 销售和注册登记的公交、邮政、环卫等城市用途重型 柴油车应符合《重型柴油车污染物排放限值及测量方 法(中国第六阶段)》(GB17691-2018)6a阶段标 准要求。
N1类国V技术路线 N1类整车由于排放标准《GB 18352.5-2013 轻型汽车污染物排放 限值及测量方法》增加了PN(颗粒物数量)要求,所以必须采用 EGR+DOC+DPF技术路线。
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二、轻型载货车用柴油机技术发展
国五技术路线
DPF工作原理:
DPF又称微粒捕集器,即采用过滤材料对排气进 行过滤捕集,是一种物理性的降低排气颗粒方 法,过滤效率可达90%以上,颗粒会积存在过滤 器内,导致发动机背压升高,当压力损失达到一 定值,需要进行燃烧除去颗粒物以达到再生捕集 器目的。
燃油系统:主要以高压共轨技术、电控单体泵技术、电控VE泵技
术为主。
共轨
单体泵
VE泵
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二、轻型载货车用柴油机技术发展
国三技术路线
① 采用电控高压共轨技术
提高燃油喷油喷射压力,通过对燃油喷射的灵活控制,改善燃烧、降低废气 中的颗粒物排放。
② 电控单体泵技术
燃油喷射由各自的独立喷射单元来完成。控制喷油正时和喷油量,从而达到 提升柴油机排放性能的目的。
轻型柴油机市场的竞争格局基本形成,一是具有欧系和日系血统的整 车企业自产的发动机,如江铃、庆铃、南京依维柯、东风朝柴等;二则是 中外合资企业,如大柴、福田康明斯等,第三是本土自主品牌企业,包括 全柴、玉柴、锡柴、云内、莱动和扬柴等。从产销量上看,主要以本土自 主品牌发动机为主。
这几年,国内卡车市场正处于成长期,市场竞争激烈,主流企业对于 动力配套的认识也进入一个新阶段,越来越重视动力体系的建设,对高端 发动机做了细致的战略规划,比如福田汽车、江淮汽车等。对于产销规模 不是很大,自建发动机项目无法达到规模经济的汽车企业而言,很长一段
时间将仍需要外购动力系统。这就要求独立发展的轻型柴油机企业,必须 21
加快产品结构的再调整,以获得新的发展机会和空间。
四、营销体系与服务体系变化
3、柴油机由过去的纯机械系统,发展 为机电一体化,智能化。
售后服务也由过去的“扳手+螺丝 刀”模式变为现在的故障诊断仪、数字 万用表以及工具箱的模式。
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