对环保要求越来越高的今天，国外最近要求商用车柴油机的NOx降低40~50%，PM值大幅降低。欧洲及美国对排放限制进一步严格。欧洲2005年实施欧Ⅳ，要求NOX排放限值3.5g/Kw.h，PM排放限值为0.02g/Kw.h，2008年实施欧Ⅴ中，NOX排放限值2.0g/Kw.h，PM排放限值为0.01g/Kw.h，而2010年，NOX限值要求达到0.2g/Kw.h。据悉，国家环保总局正式发布了我国重型车用发动机达欧洲III、IV、V阶段排放标准的正式时间表。根据规定，中国达欧洲III、IV、V阶段排放标准分别于2007年、2010年和2012年的1月1日开始执行。达到欧III标准的发动机将会于2007年1月1日起实施，并且为强制性，从新标准实施开始的第一年起，所有新车型必须达到新标准要求才能上目录，而中国的欧II发动机则将从2008年1月1日起停止销售。应对如此高的排放限值，其焦点是控制NOX和PM值的问题，特列举一些国内外车用柴油机排放控制技术的新趋向。
共轨燃油喷射系统
共轨喷油是一种柴油机高压燃油喷射系统，在实际中已得到应用。由电控单元（ECU）控制并联在一个高压蓄油管道上的多个喷油器，称为共轨喷油。对于直喷式柴油机来说，只有提高喷油压力（180~200MPa），才能使燃油分布均匀、加速油气混合的速度、改善燃烧条件、减少碳油微粒的生成量；其预喷、主喷、补喷多段式的喷油特性，使之工作柔和、改善燃烧条件和净化性，减少NOX 的生成量。目前共轨燃油喷射系统已成为主流产品，该技术占领先地位的供应商为“博世”、“德尔福”、“西门子”、日本“电装”等公司。
增压、中冷技术
增压可使柴油机在排量不变、质量增加不大的情况下达到增加输出功率的目的。与相同功率的非增压柴油机相比，增压柴油机不仅体积小、质量轻、功率大，而且还降低了单位功率成本。但由于空气压力的提高就是空气密度的提高，必然会使空气的温度也同时增高。发动机涡轮增压器出风口温度也会随着压力增大而升高。温度提高反过来会限制空气密度的提高，要提高空气密度就要降低增压空气的温度。据实验显示，在相同空燃比条件下，增压空气温度每下降10℃，柴油机的功率就能提高3~5%，还能降低排放中的NOX，改善发动机的低速性能。因此，就产生了中间冷却技术。目前大都采用空气冷却式中冷器，可安装在发动机前面、旁边或者另外安装在一个独立的装置上，其波形铝制散热片和管道与发动机水箱类似，热传导效率高，可将增压空气的温度冷却到50~60℃。该技术已成为先进柴油机必不可少的装备。
废气再循环（EGR）
ECU根据发动机的转速、负荷、温度、进气流量、排气温度控制电磁阀适时地打开，进气歧管真空度经电磁阀真空膜室膜片拉杆将EGR阀打开，排气中少部分废气经EGR阀进入进气系统，与混合气混合进入气缸参与燃烧。少部分废气进入气缸参与混合气燃烧，降低了燃烧时气缸的温度，因NOX是在高温富氧的条件下生成的，故抑制了NOX的生成，从而降低了废气中的NOX含量。但是，过度的废气参与再循环，将会影响混合气的着火性能，从而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，由ECU控制废气不参与再循环，以免发动机性能受影响；当发动机超过一定转速、负荷及达到一定的温度时，ECU控制少部分废气参与再循环，而且，参与再循环的废气量根据发动机转速、负荷、温度及废气温度的不同而不同，以达到废气中NOX最低。以斯堪尼亚重卡柴油机为例，配置了EGR和涡轮气体混合装置，将符合质量要求的废气返回到发动机中，使NOX降低了30%，碳油微粒降低了80%，从而达到了欧Ⅳ标准。
, , , , 均质压燃着火燃烧方式（HCCI）
均质压燃着火燃烧方式是在压缩过程中较早喷射燃油，在较长的着火延迟期中压缩稀混合气使之着火，其核心是低温和预混合燃烧。目前国内外均在进行此项研究。其目的是降低对催化器的依赖，甚至可不要催化器，就能达到欧Ⅳ以上标准。
选择性催化还原系统（SCR）
这是一种机外净化系统。基本原理是以氨水作为催化剂，催化前加入浓度为32.5%的氨水，将有毒的NOX转化为无毒的N和水蒸气。由于氨水本身是一种有毒物质，不能直接在公路上使用，在发动机管理系统（AdBlue）的控制下，能够水解出所需氨水，并喷入废气流中。戴-克Actros、 沃尔沃FH12重卡所用Blue Tec技术使之达到欧Ⅳ、欧Ⅴ的基础就是SCR系统，Blue Tec技术的另一个优点是它适用于含硫柴油。
连续再生式捕集器（CRT）
又一种机外净化系统。该系统是一种能不停地捕集碳油微粒的滤清器，并通过控制发动机和加速共轨的喷射，提高排出废气的温度而使捕集到的碳油微粒重新燃烧。如依维柯的欧Ⅳ、欧Ⅴ发动机上除采用了EGR、SCR、AdBlue系统外，在总质量大于5t的车辆上还配置了CRT系统。
综上所述，商用车柴油机满足欧Ⅳ、欧Ⅴ标准国内外各汽车厂商、柴油机及相关配置供应商均在竞相作出努力，将研究成果迅速投产，不少车辆超前达到欧Ⅳ、欧Ⅴ标准。但排放限值每提高一级，成本也会随之上升。因此选购车辆要围绕国家实行限值标准的年份、成本及车辆寿命期结合一起综合考虑。
|
