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    “国六”让多少车企喘不过气,技术难关怎么破

    2017年3月21日 来源: 互联网

    近几年来,严重的雾霾天气给人们的生活带来了极大困扰。在恶劣的空气条件下,国六排放标准加快了制定和推进的速度。于去年底实施的国六排放标准也被称为“史上最严排放法规”,由于其时间之紧、技术门槛之高,让国内车企有些喘不过气来。

    面对技术和时间压力,近日,中国汽车技术研究中心(以下简称“中汽中心”)召开的移动源污染排放控制技术国家工程实验室启动暨第一届移动源污染排放控制技术国际研讨会,可谓是全行业集体攻关国六技术的一次有益尝试。

    国六排放标准全面加严

    与已经实施的国五排放标准相比,国六排放标准更加严格。现场,环保部相关人士介绍了国六排放标准的升级之处。如,国六排放标准在测试循环方面有所改进,重型车国六排放标准采用了世界统一的发动机稳态和瞬态循环(WHSC和WHTC),轻型车则采用全球轻型车统一测试循环(WLTC);采用更加严格的测试要求;引入实际道路行驶(RDE)排放测试,要求汽车既要在实验室模拟实际道路测试条件下达标,还要进行实际道路行驶状态尾气测试;限值要求大幅加严,相比国五重型车NOx排放加严77%,轻型车排放加严了40%至50%左右;要求高海拔车辆排放达标,国六排放标准将海拔要求从欧Ⅳ的1700M提高到2400M等。

    “国六”让多少车企喘不过气,技术难关怎么破

    在福特公司亚洲区副总裁韩维建看来,新的排放法规对车辆要求很高,如在冷启动和耐久性上,新排放标准对车辆冷启动提出更高要求,且要求催化剂起燃温度越低越好,这对催化剂也是非常大的挑战。此外,车辆的耐久性与油品质量密切相关,因此要达到良好的排放水平,油品升级也不容忽视。

    多方探索技术突围途径

    国六排放标准已然推出,尽管困难重重,汽车行业也在不断进行技术升级的积极探索。

    移动源污染排放控制技术国家工程实验室副主任李振国认为,目前柴油车要达到国六标准尚需攻克很多难题,尤其有两大技术难点需要注意,一是PM和NOx协同控制;二是排放后处理系统集成。

    李振国解释说,柴油机尾气中PM浓度与NOx浓度之间存在一条Trade-off权衡曲线,即降低NOx生成条件往往会有利于PM的产生,反之亦然。李振国表示,要解决这一问题,需要改善燃油品质、增压和中冷技术、EGR废气再循环、喷射策略与燃烧室优化以及排放后处理集成。李振国表示,提高油品质量、先机内净化,后机外净化,集多种控制技术共同作用是PM与NOx协同治理的最有效策略。

    “国六”让多少车企喘不过气,技术难关怎么破

    不过,李振国也强调,系统集成方面仍有不小的困难需要克服,首先,欧Ⅳ要求NOx转化效率达到90%以上,因此尿素往往需要过量喷射,这又会导致氨泄漏问题。对此,李振国认为,这需要动态地考虑NOx浓度、氨存储量、催化剂工作状况和NH3泄漏量等,需要精细设计尿素喷射策略,并加装ASC(主动稳定控制系统)。

    其次,对于SCR(选择性催化还原技术)后置的后处理系统集成方案,意味着SCR离发动机更远,排气温度的降低将直接限制SCR催化剂的活性。对此,李振国也提出了应对策略,他认为要解决这一问题,需要对尿素的低温分解特性进行研究,提高SCR低温性能,同时还需要精细的排气系统热管理和适当的保温措施。

    第三,紧凑式设计要求尿素喷嘴距离SCR很近,尿素溶液难以充分分解并与排气混合均匀,导致SCR转化效率降低与氨泄漏。李振国认为,这一点可以通过调整尿素的喷射角度、温度场的优化及流场的精细设计加以解决。李振国也不否认,多种后处理装置的高度集成对排放后处理电控系统的开发增加了难度,系统的复杂性也对可靠性提出了挑战。

    轻型车方面国六排放标准也对后处理技术提出了挑战。例如,国六排放标准要求更多瞬态加减速工况、发动机更低排温、更长寿命、低PM/PN排放和NOx控制等。

    昆明贵研催化剂有限责任公司技术研究院(以下简称“昆贵研”)常务副院长杨冬霞表示,针对国六排放标准的上述特点,对后处理提出了如下要求:需要稀燃N2O处理、更低起燃(冷启动)、更高活性(高空速)、更好耐高温涂层、四效催化技术、低背压涂覆技术、N2O选择性控制和PGM含量设计与控制技术。

    “国六”让多少车企喘不过气,技术难关怎么破

    在杨冬霞看来,低温HC和高速瞬态NOx的控制仍是实现国六排放标准的难点,需要应用新型材料和贵金属技术。“国六排放标准的实现还需主机厂、催化剂厂和电控供应商之间的密切配合。”杨冬霞建议。

    产学研平台应时而生

    事实上,正如杨冬霞所说,要达到国六排放标准需要协同发展,产学研的相互配合则显得尤为关键。在这一诉求下,中汽中心移动源污染排放控制技术国家工程实验室应时而生。

    这一实验室主要集中建设“关键性材料开发实验室、关键共性材料评测实验室、催化材料&催化剂工程化实验室、后处理电控单元开发实验室和系统集成应用测评实验室”五大研发性实验室。中汽中心汽车工程研究院院长高继东介绍,该实验室主要围绕汽油车、柴油车、船用柴油机排放控制三条技术主线,打造三大“纵向”技术研发和工程化平台,形成针对上述三条技术路线的排放控制技术研发体系。

    此外,实验室还拟贯穿三条技术主线,建设两大“横向”平台:一是应用示范和评价测试平台,主要侧重发动机、车辆、排放控制技术匹配集成,以及排放控制技术性能测试;二是打造成果转化和创新服务平台,主要侧重标准引领、环境风险需求预警评估、技术研发和工程化产学研全过程整合、信息资源共享和互联。

    高继东介绍,该实验室主要有三大功能,共性与核心技术攻关、产业技术发展及创新人才培养,并计划在未来三年内,实现汽油车、柴油车达到国六排放标准,船用柴油机达到TierⅢ排放标准,完成车型配套应用等。

    实验室融合了各方力量,例如在汽油车污染控制技术平台上,以昆贵研牵头,带领清华大学、廊坊华安、长城汽车进行技术研发;柴油机、车污染控制技术平台则由中自环保牵头,宜兴非金属、中国重汽和中测院合作研发;应用示范和测试平台则由中汽中心牵头,长城汽车、环科院和中国重汽参与等。有专家指出,在国六排放标准技术攻关中,产学研的合作尤为必要,中汽中心也期望,能够借助实验室的力量,集合各方力量,共同攻关汽、柴油车国六排放技术。

    文:王凌方 编辑:孙焕玉

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