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對于實現柴油機國四排放標準的技術路徑，看似在行業內已經默契地形成了“一致路線”，但國內外零部件企業并沒有達 成絕對的統一，市場上仍存在多種形式的柴油機電控燃油噴射系統和發動機排放后處理系統，并且這些技術的應用與油品品質、發動機本體特性、整機優化程度、車 輛使用環境及消費者使用習慣等因素息息相關。
四大技術爭奪電噴市場
在國四階段，電控燃油噴射技術主要有電控泵噴嘴、電控VE泵、電控單體泵、電控高壓共軌四大類。在采訪中記者了解到，盡管業內對電控高壓共軌的呼聲較高，但其他幾種電控系統技術逐步提升，依然能獲得比較好的市場增長空間，目前在一些細分領域仍有較強的競爭力。
電控高壓共軌是業內專家公認的性能最穩定、對不同機型有較強適應能力的燃油噴射技術。近幾年，國內也涌現出多 家從事高壓共軌產品研發的企業，部分企業實現小批量投產。天津大學內燃機燃燒學國家重點實驗室主任堯命發表示，電控高壓共軌產品相比其他同類產品，重量更 輕、性能穩定、能適應各種類型發動機的布局，生產成本也在逐步下降。國四階段高壓共軌產品噴油壓力大部分在1600bar，未來可向1800bar或 2000bar 提升，以滿足國五或更高的排放標準。
上世紀末，電控泵噴嘴技術已經在船舶、商用車領域大范圍應用。目前，德爾福、康明斯都有較為成熟的電控泵噴嘴 技術。電控泵噴嘴是將高壓泵和電子噴油器結合在一起，兩者之間無銜接管道，直接在氣缸蓋處安裝，占用空間小，噴油壓力大，峰值可達2000bar。不過， 這種技術在國內市場應用較少，僅有西安康明斯ISM 系列發動機配裝該技術。南岳電控(衡陽)工業技術有限公司常務副總經理龍美彪表示：“電控泵噴嘴的應用需要對發動機缸體有非常大的改動，國內沒有從事該技 術研發的企業。并且若要想進一步提升性能，技術難度巨大。”
在國三階段，電控VE泵搶占了不少市場份額。隨著國四的來臨，電控VE泵也進行了技術提升。在國外，電控VE 泵在中小型柴油轎車和皮卡上應用較多，國內則在輕柴市場有少量應用。南京威孚金寧有限公司是國內專業研發、批量生產電控VE泵的企業之一。近年來，威孚金 寧通過引進博世VE泵技術許可及生產認證，產品質量有所提高，在國三電控VE 泵基礎上推出了符合國四標準的電控分配泵，并已小批量供貨。另外，有多位受訪專家對記者表示，電控VE泵由于自身技術特點，性能有限，目前只能在小排量、 輕型柴油機上使用。
在電控高壓共軌推廣初期，電控單體泵因成本優勢取得了發展的機遇，同時與電控單體泵工作原理相類似的電控組合 泵、直列泵也被一些企業所接納。目前，國內從事電控單體泵研發并實現批量市場配套的企業較少，代表企業有成都威特、南岳電控。龍美彪表示，南岳電控的電控 單體泵技術路線成熟，可滿足國四、國五排放標準，南岳電控已經實現了從生產傳統機械泵向國四排放標準的電控單體泵的轉變。
據悉，電控單體泵相比其他幾種技術，對油品適應性較強，對發動機本體的性能要求較低，存在的主要問題是電控單 體泵在多缸柴油機上應用時，一致性不夠好。江西五十鈴發動機有限公司產品規劃部副部長陳濤淼認為：“電控單體泵缺點主要是噪聲大、體積大，所以在中大型車 上應用較多。”
兩條后處理路線各司其職
汽車排放污染物主要有氮氧化物（NOx）、碳氫化合物（HC）、一氧化碳（CO）、微粒（PM）等。氮氧化物 和微粒是現階段柴油機尾氣排放控制的重點。目前，EGR（廢氣再循環）與SCR(選擇性催化還原)是市場主要應用的兩種排放后處理技術，并配合DOC（氧 化催化器)、POC (微粒催化氧化器)、DPF（顆粒捕集器）來實現國四乃至更嚴格的排放標準。
EGR是我國輕型柴油車實現國四排放的主要技術路線。EGR的主要作用是減少發動機廢氣中氮氧化物的含量。浙江銀輪機械股份有限公司副總工程師陸國棟表示，EGR可減少尾氣中50%~70%的氮氧化物含量，但EGR技術有一定的局限。
EGR技術是將少部分廢氣送回氣缸參與再循環，抑制氮氧化物的生成，需要對發動機做一定改動，也會影響發動機 的性能，特別是在發動機怠速、低速、小負荷工作及冷機時影響較大。另外，EGR之所以只在輕柴領域推廣，原因在于安裝成本。EGR產品中控制閥的價格，會 隨著柴油機排量的增加而增長，若想在排量7L以上柴油機上使用，控制閥的價格會十分昂貴。
SCR相比EGR，對氮氧化物的處理能力更強，可通過外部添加的尿素水溶液來減少尾氣中90%或更高的氮氧化物含量。但SCR產品占用空間多、質量大，需定期補充車用尿素，目前主要在中重型車領域應用。
從油品品質來講，盡管燃油中的硫含量對SCR、EGR都會產生影響，但相比較而言，SCR對油品要求較低。 EGR對燃油中的硫比較敏感，硫參與燃燒后形成的SOx與水蒸氣會形成酸性腐蝕物，引起發動機內部的腐蝕磨損。對于SCR系統而言，廢氣中的硫將會導致催 化劑的活性下降，從而導致排放不達標。一般來說，燃油中硫含量低于350ppm即可滿足SCR的要求，而EGR則需要硫含量為50ppm以下，即滿足國四 油標準才可以。
DOC是通過氧化反應處理廢氣中的一氧化碳和碳氫化合物。據了解，DOC 的產品價格區間較大。陸國棟則表示，DOC要想獲得高效的氧化反應，需要鉑(Pt)、鈀(Pd)等貴金屬作為催化劑，性能較好的DOC，價格也會相應提 升。另外，據記者了解，高性能的DOC對于目前排放法規還未限制的有害成份，如多環芳烴、乙醛等也有一定的凈化能力，未來還有改進空間。
POC和DPF的主要作用都是處理尾氣中的PM微粒。POC可涂裝催化劑獨立使用，也可與DOC組合使用，利 用DOC 中生成的二氧化氮進行氧化反應。DPF技術對PM的凈化過程則更加復雜。POC和DPF的效果有很大差距。陸國棟表示，POC 由于其自身技術的局限性，對尾氣中PM 的過濾能力僅為50%~70%，而DPF對PM的處理能力目前可以達到90%以上。不過，有專家對記者表示，DPF技術相對復雜，化學反應溫度要求高，性 能不夠穩定。另外，DPF要求燃油含硫量低于50PPM，POC則需要硫量低于350PPM即可。
技術選擇要看適應性
根據整車廠采用的國四技術路線來看，在輕柴市場，電控高壓共軌+E-GR+DOC應用較多，在中重型車領域則主要使用電控高壓共軌+E-GR+DOC+POC、電控高壓共軌+SCR、電控單體泵+SCR等。
事實上，多位專家對記者表示，電控燃油噴射系統和后處理技術的選擇，取決于發動機本體的結構和優化性能，取決 于發動機排氣中氮氧化物與顆粒物的比例，需要對比不同技術的性能特點、應用環境的要求、與發動機的匹配性以及成本控制等多方面因素。所以，同樣的技術在不 同發動機上應用效果差別很大，也沒有任何一種技術可以通用所有機型。“如果使用高增壓的燃油噴射系統，比如1800bar或2000bar的高壓共軌系 統，燃油效率得到提升，加上發動機自身優化足夠好，不通過加裝額外的后處理系統也可滿足國四排放標準。”堯命發表示，“但從長遠來看，無論燃油噴射系統如 何改進，都需要加裝完善的后處理系統來滿足國五乃至更嚴格的排放標準。”
陸國棟認為，依照目前的后處理技術來看，未來想實現國五以上更嚴格的排放標準，則需要EGR與SCR同時加裝的技術路線，來滿足柴油發動機不同工況下的排放需求。實際上，還有更多的后處理技術正處于研發階段，只是出于安全和成本的考慮，還不具備向市場推廣的條件。
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