万 台
1990
1995 年份
2000
2005
国内达到第2阶段排放的柴油机仍是在传统柴油机上进行改造，没有广泛采用新 型电控系统，难以满足欧III排放法规。要想提高国内柴油车、车用柴油机技术 水平以满足越来越严格的排放标准，排气后处理是必须解决的关键技术。
1. 概况(2)
机外净化对整车与在用车有重要意义 常见的柴油车排放后处理技术 • 氧化型催化转化器（DOC） • 颗粒捕集器(DPF) • 选择性催化还原(SCR) • 稀燃NOX催化转化器 • 废气再循环EGR 柴油车的主要污染物是颗粒物和NOx，国内尾气后处理器主要为氧化型催化器 （DOC）产品，该种产品对燃油中硫含量要求比较严格，而PM净化效率只能达 到25～50％，另外，国产DOC很多都存在着耐久性的问题和油品适应性的问 题。
7. 发动机台架性能评价（7）
关于试验工况对DOC产品的影响说明
表：不同工况下颗粒物的SOF的含量比较 工况名称 ECE R49 ETC FTP-75 SOF的含量 15%-16% 30%-40% 40%左右
8. 车辆道路实际运行试验
车辆 • 在北京安装在12量邮政车和洒水车进行实际道路运行。车辆的发动机均 为东风康明思6BT欧一和欧二系列发动机。 测试方法 • 简易工况法测量烟度 • 便携式颗粒物质量浓度测量仪车辆实车状态的颗粒物削减率 • 实车运行3万公里后发动机台架测试 测试结果 • DPF产品：初始发动机台架测试颗粒物削减率为85％，实车安装后初始烟 度小于10％，实车状态的颗粒物削减率大于80％，3万公里后发动机台架 复试削减率为80％。 • P-DPF产品：初始发动机台架测试颗粒物削减率为74％，实车安装后初始 烟度小于25％，实车状态的颗粒物削减率大于50％。
耐久性试验：GB20890-2007《重型汽车排气污染物排放控制系统耐久性要求及 实验方法》，仅适用于国II及国III排放标准的新车型式核准及生产一致性检 查。 车辆道路实际运行试验 发动机台架耐久性试验
7. 发动机台架性能评价（1）
油品 HSD高硫油:符合GB 252-2000《轻柴油》要求的济南当地市售油，经SGS检测 硫含量为0.0847% LSD低硫油:符合DB 11/239-2004标准，由燕山石化提供给北京市场的的硫含 量低的柴油。经过检测硫含量为0.0267% 发动机 WD 615.67A发动机 WD 615.95发动机
9. 结论
通过台架性能试验和车辆道路实际运行试验，初步 证明经过针对中国油品和车况而改进的DPF产品在国内 实际道路运行中在排气污染物的去除效率和动力性两个 方面都能够达到预定试验目标，具备了在中国市场上推 广的基础。
10. 建议（1):技术选型
C+O2=CO2 （600度） C+NO=CO2+NO2（250-350度）
DPF（低硫油）产品对排气污染物的削减率
P-DPF（低硫油）样品对排气污染物的去除率
7. 发动机台架性能评价（6）
催化剂配方的调整对硫酸盐生成的抑制 第二次试验针对第一次试验的结果对于催化剂的配方进行了调整，降低 了SO2向SO3的转化，从而减少了滤纸上H2SO4·6H2O的生成。由于经过后处理装 置的是SO3，是气态形式的，并不是颗粒物，H2SO4·6H2O晶体是在滤纸上生成 的，但是在第一次试验对颗粒物净化效率的计算中包括了H2SO4·6H2O晶体， 造成了颗粒物的排放不但没有降低反而有所增加，第一次试验装置的实际净 化效率无法准确判断。第二次试验避免了这种情况，所得到的净化效率是实 际的后处理装置的净化效率，并且达到了预期试验目标。 产品对发动机动力性能的影响 动力性方面，在试验中通过对于发动机功率和排气背压的测试，发现发 动机在加装后处理装置之后下降很小，发动机的额定功率是206kW，在实际测 试中，加装了后处理装置的功率在200kW左右，也就是说发动机的动力性损失 为3%。在之前的试验目标中，确定了加装后处理装置之后，动力性下降不能 超过5%，可见，产品能够达到试验目标的要求。
DPF
DOC
DPF
P-DPF
P-DPF
a ter S ulfate& W
ASH
DOC
Soot
DOC
SO F
7. 发动机台架性能评价（3）
试验方法及次数 ECE R49（35次） ETC （4次） 其他测试项目 发动机外特性测试： GB 17692 排气烟度测试： GB 3847-2005
4. 项目背景
2003年12月，中韩两国环境部长会谈决定双方共同实施一系列促进中韩环境 产业合作的行动，共同技术开发项目是其中一项内容，该项目2004年已开始 实施。共同技术开发项目主要是针对中国污染治理市场需求，由中韩两国研 究人员（或企业技术人员）共同开发实用治理技术，或引进国外先进治理技 术进行本地化研究。该项目由韩国环境部提供研究经费，每年约1500万人民 币。 国家环保总局一直都很关注国外的柴油车尾气净化器普及项目。继与美国EPA 在北京市开展尾气净化器的试点项目之后，国家环保总局机动车排污监控中 心与韩国SK公司于2005年联合承担了韩国环境部及国家环保总局提出的“柴 油车后处理装置中国市场适应性研究”项目，针对中国柴油车污染物排放控 制技术，由中韩两国研究人员共同开发DOC/DPF技术进行本地化研究。 2006年4月19日，国家环保总局机动车排污监控中心与韩国SK株式会社在北京 长安俱乐部签署合作协议，共同开发适合中国市场的柴油车尾气净化装置， 建立后处理装置的技术评价方法，并在示范城市得到实际应用。
P-DPF（高硫油）产品对排气污染物的削减率
DPF/P-DPF（低硫油）对排气污染物的削减率
7. 发动机台架性能评价（5）
第二次试验结果
70 60 50 40 30 20 10 0
P-DPF 11# HSD 52.86 39.05
60.21
0.28 NOX HC CO PM
P-DPF（高硫油）产品对排气污染物的削减率
Lung Funcition in liter
2. 柴油车尾气的健康影响（3）
PM10是主要死亡原因
WHO的研究表明每年约80万人因PM导致早期死亡。 在城市中大部分PM是来源于柴油车排放。 2002年9月美国EPA发表了有关柴油车尾气对健康产生的影响的报告。 有报道显示每年因煤烟和PM造成约100万人得呼吸器官障碍，约40万人得哮喘，数千人致癌。 有数据显示，铁路工人、矿山工人、公共汽车停车场工作人员、运输公司工作人员等 职业人士与肺癌 发生率存在因果关系。
1 ,3 But adie ne Ben z en e Chr om e VI Car bon T etr a For chl ma ori d l deh e y Par a de -Di c hl o Ac e rob ta ld enz ene ehy Per d e chl oroe thy All l ene Oth er s
5. 研究目标
开发出适合中国当地的柴油机尾气净化处理技术 项目年度 主要研究内容
关于中国的燃料及柴油车性能参数等的市场报告 2006
研究目标
DOC开发
DPF开发（抗硫催化剂(Sulfur Resistant Catalyst)) DOC、DPF装置的整车耐久性
PM 净化效率 > 35% PM 净化效率 > 80% 耐久性测试 >5万km
1. 直燃式DPF：只有一个直通式或者壁流式颗粒物捕集器，通过喷油点火 或者电加热提高反应温度，实现碳和氧气的燃烧反应去除黑烟。直通 式去除颗粒物效率可到80%，壁流式可达到99%。对燃油品质无特殊要 求，但缺点是主要针对去除碳颗粒物，存在二次污染，对气态污染物 的去除不明显。 2. 催化式DPF：催化式DPF由于需要强氧化物NO氧化碳颗粒物，因此前端 必须有DOC进行催化氧化反应，因而对燃油品质有较高的要求。催化式 DPF也可以分为主动式和被动式，主动式是通过喷油点火或者电加热等 额外的能量输入提高反应温度，加快碳颗粒物的反应速度。由于催化 式DPF可以全面降低CH，NOX，CO以及颗粒物，因此可以作为整车配套 的选型。
在欧洲（2000）死亡原因的6%是PM10。 在奥地利、法国、瑞士每年约4万人死亡。 PM10 发生源的一半是汽车。 城市居住者的寿命减少约18个月。 GDP的约1.7%会用于与汽车污染有关的医疗费。 交通事故死亡率的2倍
3. 国际柴油车改造经验
国际上目前针对在用车的改造聚焦在重型柴油车
日本：以东京都为代表，鼓励安装PM降低装置 (DPF或DOC)对安装装置给予补 助，更换为最新标准柴油车时，提供融资。 : DPF(40万日元 (GVW>8t) ~ 30 万日元 (3.5≤GVW<8t)，DOC(20万日元 (GVW>8t) ~ 10万日元 (3.5≤GVW<8t) 韩国：计划到2014年为止，改造全国境内的全部老旧柴油车共797,382辆，政 府预算补贴为USD15亿 香港：于2001年开始实施香港柴油车改造计划，出资14亿港币改造了8万余量 柴油车 欧洲：以德国，法国，瑞士为代表的柴油车改造项目覆盖了道路用车和非道 路用车整体领域。瑞士颁布了最为严格的DPF认证程序。 美国：以加州为代表的柴油车改造项目正在引起其他州的关注。美国EPA和加 州CARB都颁布了严格的DPF认证程序。
BPT测试：平衡点温度指的是颗粒物产生速度与去除速度相同时刻的温度。 DPF参数测试：主要是针对主动再生的DPF进行测试，主要的测试的是主动再 生装置的燃料喷射速度与DPF中温度的关系。
7. 发动机台架性能评价（4）
首轮试验作为初次筛选试验，发现的主要问题是安装产品后颗粒物不但没 有消除，反而明显增加。通过对试验结果以及滤纸样品的分析，发现经过后 处理装置排放出的颗粒物中，硫酸盐含量明显增多，而碳烟大部分都被消 除。由于增加的硫酸盐比消除的碳烟颗粒多，所以造成颗粒物不降反增的结 果。分析硫酸盐增加的原因，主要与燃油硫含量过高有关。 第一次测试结果