买国六千万别选错:3种国六技术区别在哪,哪一个才是“真国六”

来源:https://zhuanlan.zhihu.com/p/84083877    日期:2020-10-16    浏览次数105

  特别申明:本新闻内容由第三方提供,只作为行业技术探讨,我方不对新闻内容承担任何责任。

 

买国六千万别选错:3种国六技术区别在哪,哪一个才是“真国六”

2019年7月1日,燃气车国六排放政策已经率先在全国实施,紧随其后的将是各大城市提前实施国六排放政策,此举也让国内商用车行业纷纷上马国六产品,同时引发了不少人对国六技术的讨论。

 

 

那么国五、国六有何不同呢?

首先在排放的限值上,相比国五,国六阶段氮氧化物(NOx)和颗粒物(PM)排放限值和国五相比分别加严了77%和67%,并新增了粒子数量(PN)的限值要求。并且国六B阶段还加入了远程监控,一旦排放不达标车辆将会被自动锁定限扭,重则影响审车等等。

 

 

○ 图丨国五国六排放限值

因此,为了更好的过渡到真国六(国六b),国六排放标准设置了两个阶段,分别为“国六a”和“国六b”,其中“国六a”可以理解为国五向国六的一个过渡阶段,排放限值并不会相差太远,给予了更多时间厂商升级到真国六(国六b)。

三类后处理技术路线 低EGR路线最常用

除了排放限值不同,落实到发动机上,两者之间最大的不同相信就是后处理系统了。

要想看懂这些技术路线,家哥觉得有些专业名词还是需要先了解一下:

 

 

○ 图丨EGR

EGR:即废气再循环系统,作用是降低尾气中的氮氧化物(NOx),在功能上与SCR后处理系统的功能接近,两者共同使用,能减轻SCR系统的负担,减低尿素使用量。由于NOx是在高温富氧的情况下生成的,EGR的功能就是将一部分废气重新引入气缸参与燃烧,使缸内氧气不足并降低缸内燃烧温度,从源头减少NOx的排放量。但同时也带来了动力性能下降的问题。

 

 

○ 图丨SCR

SCR:选择性催化还原技术(SCR)是针对柴油车尾气排放中的氮氧化物(NOx)的一项处理工艺,处理过程是在催化剂的作用下,喷入还原剂氨或尿素,把尾气中的氮氧化物(NOx)还原成(氮气)N2和水H2O。该技术在国四阶段就大范围在中重卡上应用,同时也是欧洲的主流技术路线,欧洲卡车几乎全部采用了该技术。

DOC:是柴油机氧化催化器,安装在发动机排气管中,通过贵金属材料,如铂(Pt)、钯(Pd)等,将尾气中的颗粒物,如碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)以及部分可溶性有机物等氧化、催化成水(H2O)和二氧化碳(CO2),其结构形式和原理与汽车上的三效催化器基本相同。

 

 

○ 图丨DPF

DPF:颗粒捕捉器(Diesel Particulate Filter),是一种安装在柴油发动机排放系统中的陶瓷制造的过滤器,它能有效去除尾气中的碳烟颗粒,DPF每隔一段时间就需要再生,通过装置内的高温(550-650度)燃烧过滤体内沉积的颗粒。

目前可用的国六后处理技术路线

1、中高EGR+DOC+DPF+SCR:

技术特点:中高EGR率废气循环程度高,需要依靠发动机冷却系统的帮助降低废气温度,对冷却系统的要求较高;而EGR率越高,对动力的损耗也越高,其实就是变相的降低发动机功率,降低了车辆的经济性;同时,中高EGR 的系统开发难度也高,这几点造成了这种技术路线的高成本,注定它并不太可能成为主流的国六技术路线,同时也并没有什么厂商使用。

2、低EGR+DOC+DPF+SCR:

 

 

技术特点:低EGR率可在一定程度上减轻SCR系统的负担,尿素使用量可控制在合理的范围内;而在开发难度方面,只能算一般,但却是国外重卡主流技术路线,同样在国内也大量应用在重卡发动机上。

3、无EGR+DOC+DPF+Hi_SCR:

 

 

○ 图丨非EGR的技术路线

技术特点:在国六排放标准下,非EGR的技术路线,对SCR的要求进一步提高,尾气氮氧化物(NOx)的处理压力大部分压在了SCR上,这也导致尿素使用量的提升,但好处由于取消了EGR,发动机的整体动力输出水平理论上可以得到提升,典型的例子就是康明斯的中小排量发动机。

两大技术路线 无EGR对技术要求更高

通过三种技术路线的比较可知,实际上国六发动机上能用的技术路线也就是“低EGR+DOC+DPF+SCR”和“无EGR+DOC+DPF+Hi_SCR”两种路线,因此家哥也挑这两种技术路线来给大家分析一下:

 

 

低EGR+DOC+DPF+SCR

从目前市场上的国六技术路线来看,大部分的发动机都选择了低EGR+DOC+DPF+SCR的组合,但这个技术路线也并非完美,由于EGR是安装在发动机机体上(或者是与发动机一体化设计),再加上EGR冷却所需的冷却系统,让机体的结构更为复杂。

同时由于后处理系统的部件多了、也更复杂了,在还不是非常成熟的阶段,各种问题都有可能出现,其中EGR和SCR这两个应该算是较为容易出现问题的部件,但也不是说技术不够成熟,而是在司机操作不规范的情况下,容易导致EGR堵塞造成尾气超标,更严重的还有可能损坏SCR后处理系统,不仅造成发动机限扭,更有可能需要花费数万元维修后处理系统。

 

 

○ 图丨DPF堵塞

此外,EGR的工作原理决定了它会降低气缸内的燃烧温度以及压力,减弱发动机动力,废气循环进入气缸越多,对动力影响越大,同时也会增加尿素的使用量。但这种技术路线却是欧洲卡车的主流技术路线,因此对于这类低EGR的技术路线来说,优势也是相对明显的。

采用EGR技术路线的发动机,由于气缸的燃烧温度以及氧含量都有所降低,因此从源头就降低了氮氧化物(NOx)的产生,减轻了SCR系统的压力,在一定程度上控制了尿素的使用量,提升了整个处理系统的可靠性。这也是为何可以成为主流技术路线的原因。

至于在动力性能以及尿素使用量上如何取舍,就看各家的自己的考量了。

无EGR+DOC+DPF+Hi-SCR

无EGR的设计,理论上动力性、燃油经济性都有所提升,这一点在康明斯中小排量发动机也能得到佐证,而且由于没了EGR等零部件,在某种程度上也减少了后处理故障发生的可能性,同时也减轻了冷却系统的负担。

 

 

○ 图丨康明斯第七喷油嘴 用于DPF再生

因为缺少了EGR,因此尾气处理特别是氮氧化物(NOx)的处理压力就全部放在了Hi_SCR系统上,这就对后处理系统提出了更高的技术要求,而且整套系统的开发难度也更高,目前该项技术路线,也只有潍柴和康明斯等少部分发动机主流厂商使用。

 

 

除了发动机后处理要升级 这些方面也不能缺少

然而排放标准的提升是一个系统工程,除了发动机自有的技术提升外,附带了一些燃油、用户操作习惯、以及售后服务等外在的条件也得跟进。

1、燃油提升

 

 

○ 图丨加小油

鉴于国六排放标准的严苛,要想符合排放限值,从源头入手是肯定的,国六车型如无意外,加小油的可能性要小许多,因为在这样的排放标准下,对燃油的要求本身就高,需要更为洁净的柴油才能更好的配合国六的发动机的使用。

2、用户培训

国六发动机的排放更加依赖于后处理系统的帮助,而后处理系统也容易受司机平时开车操作规不规范的影响,因此在国六的时代,驾驶员操作习惯的培训越发重要,同时由于如DPF的系统更加普及,因此像DPF再生操作等专业技能也需要驾驶员学习。

3、售后服务也得跟进

由于国六发动机的后处理系统更为复杂精细,卡车作为一个生产工具,出勤率至关重要,因此也对各大厂商的售后服务提出了更高的要求,最关键就是要求服务人员技术水平的提升。

家哥有话说

在国六排放标准实施后,发动机后处理技术的复杂性、精密性又再次提升到另一个高度,国六排放升级不仅仅是某一部件的升级,更多的是涉及方方面面,能选择的技术并不多,如何保证发动机排放系统整体的可靠性才是重中之重。

 

说实在话,各大城市纷纷提前跳跃实施国六b排放,留给厂商做全面的产品性能试验以及适应性试验的时间并不太充分,而且其他方面的升级也未必能跟进上,不过,升级国六排放标准所带来的问题相信还需要一段时间才能浮上水面。