● 柴油發(fā)動機真的“無可救藥”?
在前言中我們提到,此次的事件或?qū)⒂绊懙讲裼?a class="ShuKeyWordLink" target="_blank">發(fā)動機,甚至純電動車、燃料電池車,這并不是聳人聽聞。因為一直一來,對于車輛發(fā)動機的選擇方面,歐盟較為推崇油耗更低的柴油發(fā)動機,翻遍企業(yè)官網(wǎng)便可發(fā)現(xiàn)熱銷車型都有柴油發(fā)動機可供選擇。
在大眾“排放門”后,又陸續(xù)曝出其余品牌柴油發(fā)動機也存在不同情況的造假行為。此次遭遇信任危機的不僅僅是大眾一家,可以說整個柴油發(fā)動機家族都受到了質(zhì)疑。這樣的結(jié)果可能改變車企對柴油機的研發(fā)態(tài)度,采用新能源方式驅(qū)動的車輛或?qū)⒏斓牡巧衔枧_。不過,在那之前數(shù)量龐大的柴油發(fā)動機仍會是市場的主力軍。正是因為柴油發(fā)動機還將頻繁出現(xiàn)在我們的生活中,所以我們有必要深入了解下現(xiàn)階段柴油發(fā)動機尾氣排放處理技術(shù)。
- 三種主流處理方法對比
目前,諸如佛吉亞、博世、康明斯等主要的零部件供應(yīng)商都推出了成熟的尾氣排放后處理技術(shù),可以有針對性的解決柴油機排放不達(dá)標(biāo)的問題。奔馳、MAN更是在10年前便開始生產(chǎn)、銷售排放達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的乘用車與商用車。上面已經(jīng)介紹了LNT以及SCR技術(shù),這里還會提到DOC+DPF技術(shù),它們之間有何區(qū)別?讓我們先看看DOC+DPF,最后來個對比。
☆ 最現(xiàn)實的伙伴:DOC+DPF
我們兒時印象中的柴油車大多是傻、大、黑、粗,每次它們經(jīng)過身邊排除的那些黑色的尾氣算的上是留給我們這樣印象的“功臣”。在這些黑色尾氣中,顆粒物占據(jù)著很大比例,它也是造成大氣污染的主要原因。下面我們要講到的DPF技術(shù),正是消滅這個元兇的利器。
DPF的工作原理相對簡單,它通過過濾器過濾尾氣中所含的顆粒物并進(jìn)行收集。顆粒物達(dá)到一定量之后,就進(jìn)行燃燒將之轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸迹–O2)排出。加之只需安裝在消音器上,因此目前普及度最高。
☆ 成本控制王:LNT
隨著各國、各地區(qū)排放法規(guī)的不斷提升,傳統(tǒng)的尾氣處理手段已經(jīng)開始顯現(xiàn)出疲于應(yīng)付的態(tài)勢。此時,LNT這項氮氧化物吸附技術(shù)開始走向人前。然而,當(dāng)排放法規(guī)進(jìn)一步提高到歐6c標(biāo)準(zhǔn)時,LNT系統(tǒng)雖然在理論上仍舊能夠提高處理效果,滿足排放法規(guī),但由此帶來的成本提升過高。
☆ 冉冉新星:SCR
隨著排放法規(guī)的不斷提升,人們對于柴油發(fā)動機排放控制的需求也變得更加迫切。經(jīng)過研究,工程師根據(jù)柴油發(fā)動機大部分處于富氧燃燒、排放尾氣中氧濃度高、一氧化碳濃度低的特點,研發(fā)出了像尾氣中噴射還原劑進(jìn)行催化還原的方法。目前,歐洲7家主要的商用車生產(chǎn)企業(yè)中,已經(jīng)有5家開始采用SCR技術(shù)。
常見柴油發(fā)動機尾氣處理方法對比 | |||
DOC+DPF | LNT | SCR | |
特點 | 處理CO、顆粒物效果較好,可滿足未來國5排放法規(guī) | 結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉 | 處理氮氧化物效果出色 |
缺點 | 較難滿足未來更嚴(yán)苛的歐洲排放法規(guī),且需搭配EGR使用。 | 滿足更高排放法規(guī)時, 硬件升級成本較高。 | 無法對尾氣中的碳?xì)浠衔铩㈩w粒進(jìn)行處理、車主需自行添加尿素水溶液、系統(tǒng)占據(jù)空間略大。 |
通過上面的講解以及圖表可以很容易的看到,DOC+DPF的處理方式是滿足現(xiàn)階段排放法規(guī)的不二選擇,不過面對更高、更嚴(yán)格的排放法規(guī)時,其與LNT處理系統(tǒng)一樣有些力不從心。這時,SCR技術(shù)似乎就成為了拯救柴油車未來的救星了。
- SCR推廣之痛
那么,對氮氧化物處理效果優(yōu)秀的SCR,可以更好滿足未來嚴(yán)苛排放法規(guī)的SCR技術(shù)為何到現(xiàn)在為止還未全面普及?首先,SCR系統(tǒng)雖然可以在尿素幫助下,在催化器內(nèi)經(jīng)過高溫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氮氣和水,反應(yīng)后能有效地減少汽車尾氣中的氮氧化合物含量。可車輛尾氣中,其他如顆粒物、碳?xì)浠衔铩⒋碱、鉛類化合物等物質(zhì)的處理仍需傳統(tǒng)的三元催化器。
● 未來到底該怎么辦
- SCR新技術(shù)
此次“柴油門”不僅是大眾品牌一家的信任危機,可以說整個柴油發(fā)動機家族都受到了質(zhì)疑。這樣的結(jié)果可能導(dǎo)致歐洲車企對柴油機的研發(fā)態(tài)度,未來排放檢測勢必更為嚴(yán)格,排放法規(guī)也將更為嚴(yán)苛,因此處理效果更好、后期使用更便捷的技術(shù)或?qū)⒌玫礁蟮恼故疚枧_。
當(dāng)然,SCR技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展意味著氮氧化物處理的更為徹底,另一方面我們也不能忽視尾氣中碳?xì)浠衔、碳煙顆粒的存在。隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,未來的柴油發(fā)動機或?qū)仐塃GR技術(shù),工程師可以將柴油發(fā)動機調(diào)校的更為“激進(jìn)”,當(dāng)然,由此帶來的碳?xì)浠衔镆约疤紵燁w粒的排放將會更多,這也需要DOC以及DPF技術(shù)更加完善。這并非癡人說夢,我們對話的幾家尾氣排放處理供應(yīng)商們都已開始了相關(guān)研究。
- g-tron、燃料電池
柴油發(fā)動機在短時間內(nèi)并不會因為“柴油門”事件消失不見,而更多的新興技術(shù)也將因此獲益,得以有機會走上舞臺。
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全文總結(jié):
隨著時間的不斷推移,尾氣排放方面出現(xiàn)問題的柴油車逐漸增多。通過分析尾氣排放控制策略可以發(fā)現(xiàn)這些柴油發(fā)動機的車型分別采用了LNT、SCR等不同的處理方法。從時間、財力以及重新布置硬件等因素考量,更改車輛軟件系統(tǒng)是大眾針對這些數(shù)量巨大的待召回車型在短時間內(nèi)使其排放達(dá)標(biāo),最可能使用的方法。當(dāng)然,即使是采用成本最低的召回方法,召回費用與罰款合計的248億美元都無法避免,這樣的教訓(xùn)不能說不慘痛。
不過,如果我們將目光放的更加長遠(yuǎn),便會發(fā)現(xiàn)這樣的罰款并不“冤枉”,對柴油發(fā)動機的推廣而言,甚至有著促進(jìn)作用。經(jīng)歷了這樣的事件后,排放法規(guī)將更為嚴(yán)格、測試中的漏洞將得以彌補,測試環(huán)節(jié)更為完善。這也會反逼廠商提高研發(fā)水平,應(yīng)對測試。雖然目前主流的DOC+DFP、LNT完全可以滿足近階段排放法規(guī)的要求,針對未來更嚴(yán)苛的排放法規(guī),目前尚未完全普及的SCR技術(shù)也是柴油發(fā)動機推廣的致勝王牌,柴油發(fā)動機的前途依舊光明。(文/圖 汽車之家 唐朝 張戈)
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