随着“国六”排放标准的逐渐施行,不管对用户还是厂家来说,都造成了或大或小的影响。厂家要想办法消化“国五”的库存车型,有的用户目前购车时还要在“国五”与“国六”车之间进行抉择;而且各地都出台了鼓励“国三”柴油车淘汰的政策。由此可见,“国六”排放标准对整个行业产生的影响,同时也可以看到国家层面在环境治理方面的投入与决心。
对于车主用户来说,购买“国六”车型时,直接的感受就是相同的车型会比“国五”贵出几万块钱。那小编就带大家来了解一下它究竟贵在哪里?
目前国内使用的“国六”后处理排放技术路线与欧洲早期的欧VI技术路线一致,主要为:EGR+DOC+DPF+SCR+ASC的技术路线。从上图的排气管造型就可以看出相较于其它排放标准车型的复杂程度,带来的成本也随之而上升。
EGR
EGR是Exhaust Gas Re-circulation的缩写,即废气再循环的简称。废气再循环是指把发动机排出的部分废气回送到进气歧管,并与新鲜混合气一起再次进入气缸。由于废气中含有大量的CO2等多原子气体,而CO2等气体不能燃烧却由于其比热容高而吸收大量的热,使气缸中混合气的最高燃烧温度降低,从而减少了NOx的生成量。
EGR做为应对排放标准的一种发明,在大车与小车上均有使用,在柴油车型中一般配合SCR进行使用。而且EGR也有高低压之分。DPF后端的EGR被称为低压EGR,相对应的正常EGR被称为高压EGR,这主要是根据前后的压力来分的,也有的会称作高低温EGR。高低压EGR根据不同的使用工况进行切换。
在国六车型中的EGR系统相较于之前,增加了PFM空气流量计,属于文丘里管式的空气流量计,具有不受温度影响,不易堵塞、压降小的优点。
DOC
DOC中文名称为氧化型催化转化器。DOC主要用来降低废气中碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)的含量。通过在DOC内使用氧化催化剂(贵金属涂层,如铂、钯等组成),加速一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)在此完成氧化反应,生成二氧化碳(CO2)和水(H2O)。并促使氮氧化物(NOx )中的一氧化氮(NO)和氧气(O2)反应生成二氧化氮(NO2),并释放热量。
国六柴油机配备DOC的原因一方面是国六标准对CO和HC排放要求更加严格;另一方面国六标准对NOx 原排(后处理器前浓度)就有要求,将NOx 原排降下来,CO和HC排放就会高些,而且通过DOC的内部反应提升排气温度,促进下游DPF和SCR的反应。
如果柴油中的硫含量过高,会使硫和水反应生成硫酸或亚硫酸,造成DOC的损坏。
DPF
DPF被称为柴油颗粒捕捉器。主要用来降低尾气中颗粒物(PM)的含量,其作用简单理解就是将大小微粒物都过滤掉的装置。DPF是以堇青石或碳化硅为原料的一种壁流式蜂窝陶瓷,过滤式的陶瓷本体由许多细小的平行孔道所组成;这些平行的孔道之间是由通气性的孔壁分隔,一端开放,一端堵塞,过滤器孔壁中的微孔可让废气分子通过,黑烟颗粒由于粒径比较大,而无法通过微孔,被过滤在陶瓷孔壁表面,进而达到消除黑烟的效果。同时,可溶性有机成分SOF(主要是高沸点HC)也能部分被捕集。
拦截下来的颗粒物绝大多数是可以被烧掉的碳烟,其燃烧温度约为550 ℃~700 ℃。颗粒物在DPF上附着会使废气的通过性能降低,从而使发动机的排气背压升高,造成发动机功率下降,因此必须定时再生和更换DPF滤芯。
DPF的再生分为主动再生和被动再生。国六发动机的DPF再生通过热管理系统对进、排气节流控制,来提高排气温度,使得沉积在DPF壁面的碳烟烧掉,属于被动再生。主动再生需要约550 ℃以上才能进行,因此主动再生需要一个额外的喷油器将柴油喷射到排气管内燃烧,使排气管内的温度升高到DPF再生所需的温度。
像潍柴6缸重型柴油机排气管上设有第7个燃油喷嘴,当排气背压达到一定限值(16 kPa左右),直接向排气管喷入燃油(在DOC之前),燃料在DOC内部燃烧后将排气温度提高到约600 ℃,通常情况下大部分颗粒物与其他沉积物都能被烧掉。福康重型柴油机采用各缸喷油器后喷来提高排气温度。当需要再生时,各缸喷油器在做功行程末端喷油,作用等同于第7个喷油嘴。
SCR
SCR则是选择性还原催化技术,大部分人对它还是比较熟悉的。SCR主要将发动机排气中的氮氧化合物(NOx )转化为氮气和水,降低NOx 排放量。在高温环境下,尿素喷射单元向排气管中喷射尿素水溶液(一种尿素浓度为32.5%的尿素水溶液),尿素在高温下水解放出氨气,氨气在SCR催化器中与尾气中的氮氧化物发生反应,生成氮气和水。SCR是目前为止降低氮氧化物含量最有效的的手段。
许多柴油车型都需要另外加注车用尿素,其目的就是用于SCR的还原催化过程。而且尿素的质量也不能太低,否则会产生堵塞尿素泵、发动机限扭、OBD报警等一系列问题。
ASC
ASC被称为氨逃逸催化器。由于车辆可能存在尿素泄露、反应效率低等情况,尿素分解产生的氨气可能会未参与反应而直接排出大气。这就需要安装ASC装置以防止氨逃逸。
氨逃逸催化器(ASC)一般安装在 SCR 后端,它在载体内壁使用贵金属等催化剂涂层,用于还原废气中的氨,ASC通过催化氧化作用降低 SCR 后端排气中的(NH3)氨的装置。
编后语
未来的后处理系统要具有超高的转化效率、紧凑的设计、超低的购买成本和使用成本,主要方向是提高DPF再生时的燃油经济性和改善SCR技术的低温特性,以及满足SCR技术的新型催化剂和还原剂,实现更加清洁和经济的燃烧。
由此可见,这些技术在国六车型上的叠加与匹配直接造成了成本的上升;而且这些处理装置的标定也需要大量的时间与人力成本。前面我们也讲到,部分装置、结构如果使用不当、未能定期清理或更换零部件还会造成堵塞的现象。这也是为什么部分卡友反映国六车型容易损坏的原因!
对于使用国六车型的卡友来说,后处理排放结构本来就很复杂,可靠性相对要低。一定要按使用要求正确加注可靠的尿素、定期养护才会减少车辆出故障的可能。