2013年2月,北京正式发布排放法规,将于2013年7月1日实施地方标准DB11/185-2013《非道路机械用柴油机排气污染物限值及测量方法》,该标准相当于欧洲StageⅢA,并且将于2015年1月1日起实施相当于欧洲StageⅢB的排放法规。在北京地区实施非道路Ⅲ阶段法规后,对全国其他省市的影响不可小窥。也许将引领全国在未来几年内执行更高排放标准。
从发动机制造的角度看,实现国Ⅲ标准的技术途径有哪些?《建设机械技术与管理》杂志记者采访到了业内的专家,让专家为我们来答疑解惑。
广西玉柴机器股份有限公司工程机械配套技术总师彭天权:欧美非道路实现Ⅲ阶段排放标准时,发动机基本技术路线见表3。
菲亚特动力科技(FPT)中国区总经理余宁:菲亚特工业动力科技(FPT)针对IIIA的排放阶段,专门开发了机械转子泵、涡轮增压带废气门旁通、中冷及内部EGR的NEF系列发动机,可靠性高,对燃油品质要求不高,保养维护周期长。当然FPT也可提供更高功率密度的高压共轨发动机。
从Ⅲ阶段升级到Ⅳ阶段,一般发动机制造商会采取EGR+DPF+SCR的技术路线,FPT策略是以用户成本最小化和性能最优化为基础的。为了满足用户的需求,FPT准备选择一条与竞争者不同的路线-高效SCR。高效SCR是一个无须废气再循环和主动再生DPF,并且能满足Ⅳ阶段排放的后处理系统。由于这个系统,我们的发动机与现有Ⅲ阶段产品相比,无须降低效率,无须增加用户操作成本,而且性能可靠。
潍柴动力运用工程部工程机械分部经理杨信刚:StageⅢA阶段,目前通过缸内燃烧控制仍可实现排放达标,其核心是控制燃烧温度。通常的措施有:
(1)进气中冷。降低进气温度,从而提高进气量,降低燃烧温度,降低PM和NOX生成;(2)供油压力与时刻控制。控制燃烧最高压力和温度,降低NOX生成;(3)EGR(ExhaustGasRecirculation),废气再循环,控制燃烧温度,降低降低NOX生成。采用EGR,可以有效抑制NOX生成,同时实现更好的经济性。
燃油系统可以选择机械供油或电控供油。前者的优点是成本低,对燃油要求不高,易于维护保养,后者优点是排放性、经济性好,特别是对于共轨系统,由于可对供油时刻、喷射次数、轨压等多种变量根据不同工况进行调整,效果更为明显。
通过与燃油系统的配合,国内外目前对于非道路StageⅢA阶段的排放路线主要有三种:机械泵+EGR路线、电控共轨和电控共轨+EGR路线。不同的技术路线优劣对比见表4。
国内目前的燃油、杂质、水含量、含硫量都比较高,这对共轨系统精密的燃油零部件带来非常大的损害,解决这个问题,技术应用首先要考虑过滤的问题,对于含硫量高,还要考虑发动机摩擦副的腐蚀、机油的老化、后处理中毒等问题。
洋马发动机(上海)有限公司小型陆用柴油机部技术服务经理梁海涛:对于洋马发动机来说,额定功率在37kW以下的机型,只进行了内部燃烧的优化,包括喷油压力、角度和燃烧室的形状等,也就是说,在硬件装置方面没有增加。我们致力于这些精细化和优化研究的原因,也是希望不会因排放升级而给客户带来成本上的压力。对于37kW以上的机型,也仅仅增加了用以降低燃烧温度抑制NOx生成的EGR阀,用以实现更为精准控制和个性化控制设定的电控调速器。
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