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视频作者:合肥宝发动力技术股份有限公司
本标准相关要求与柴油车国五要求基本相当,采用选择性催化还原装置(SCR)和颗粒捕集器(DPF)是主流技术路线,部分厂商还会采用柴油氧化催化器(DOC)和废气再循环(EGR)等辅助技术。这些技术在国五柴油车上已实现成熟应用,欧美非道路相应产品已在多年前供应市场。
从国三到国四,不同功率段非道路移动机械采用不同的排放控制技术,增加成本有所不同。37kW≤P<75kW功率段主要采用的技术路线是加装颗粒捕集器(DPF),75 kW≤P<130 kW功率段主要技术路线是加装氧化型催化转化器(DOC)+颗粒捕集器(DPF),130 kW≤P<560 kW功率段主要技术路线是加装氧化型催化转化器(DOC)+颗粒捕集器(DPF)+选择性催化还原装置(SCR),升级成本约占总成本的10%-15%。37kW以下功率段的柴油机,技术上只需要进一步优化进气、燃油喷射系统即可,成本在量产的情况下几乎可以忽略不计。排放标准的升级,将带动后处理生产企业等排放控制相关行业发展,推动柴油机行业技术升级。
对于颗粒排放,仅靠柴油机的机内技术,无法 满足未来日益严格的颗粒排放特别是颗粒数量 法规.柴油机采用排气后处理净化技术,是未来重 要的发展趋势.在诸多排气后处理技术措施中,氧化催化转化器 (DOC) 和催化型颗粒捕集器 (CDPF)组合(以下简称 DOC+CDPF)是常见的颗 粒排气后处理技术路线.DOC是在蜂窝陶瓷 载体或金属蜂窝载体上涂覆催化剂(Pt、 Pd 等),降低柴油机排气中 HC、CO 和 PM 中可 溶性有机物(SOF)的化学反应活化能,使这些物 质能与排气中的氧气在较低的温度下进行氧化 反应,转化为二氧化碳和水.CDPF 是公认的 净化柴油机颗粒排放为有效的方法之一.由于 在 DPF 载体内部表面涂覆催化剂(Pt、Pb 等),可以有效降低颗粒起燃温度,在柴油机正常 工作时 250~500℃排气温度范围内,就可以实现 DPF 的催化再生.将 DOC+CDPF 结合起来 使用,不仅可以保证 CDPF 连续可靠的工作,降低 PM 排放,还能有效降低 HC 和 CO 等.
再者,影响GPF过滤效率的另1个重要因素是炭烟层的形成。研究表明,即使是少量的炭烟也能形成一薄层的覆盖效果,可以大大提高过滤效率。4台测试发动机的炭烟排放量差异很大。给出了GPF的过滤效率与TWC下游PN排放的关系曲线。采用TWC下游排放,而不是发动机排放,是为了避免因采用TWC而产生的任何可能的影响,尽管TWC对大于23.0 nm的固态颗粒的过滤效率影响很小。从图8可以看出,GPF的过滤效率随着粒子数的增加而提高。