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真正清洁

2015-12-25

汽车博览 2016年1期
关键词:催化器净化系统柴油发动机

大众丑闻意味着柴油发动机的结束?不,因为工程师们已经研制出能够满足最严格排放标准的尾气净化系统

尽管大众汽车丑闻尚没有完全评估出影响,但是柴油发动机看起来已经确认为一大输家。就现在一个经常读到的判断来说,如果没有作弊软件,柴油发动机很难满足现代尾气规定——这里主要指氮氧化物(NOx)。

然而这是错误的观点。柴油发动机中清洁尾气的费用要比汽油发动机高得多,因为柴油发动机的排气管中必须顺序排列有更多的净化系统。第一级必须装有一个最大程度利用废弃热量并且直接安装在排气歧管后方的氧化催化剂。在那里,碳氢化合物和一氧化碳将会和剩余的氧气进行氧化作用。

在那之后,尾气通过颗粒过滤器,可以将粗糙的燃烧剩余物过滤出去,因为过滤器随着时间推移会被炭黑损耗,所以筛分的颗粒必须定期燃烧。为此,发动机控制单元控制再注射,可以将尾气温度提高,将炭黑颗粒燃烧成二氧化碳。尽管如此,过滤器并不终身免维护,必须在车辆生命周期里更换或清洗。

随后有氮氧化物出现在套环上,这会产生两种不同的做法:较廉价的做法依托于一个氮氧化物存储催化器,首先吸收氮氧化物。通过经常提高燃料供应(富集)消耗氮氧化物,并且在催化剂的作用下形成无害的氮,这两秒钟后就会完成,接着存储催化器再次吸收氮氧化物。大众汽车丑闻中涉及到的捷达就拥有这样一台氮氧化物存储催化器。

更大的美版帕萨特,在测试中显示为阴性,装有一个明显更复杂的版本:这里的解决方案是,将尿素和水(也称为Ad-Blue)通过喷嘴喷入尾气流中。首先产生氨和二氧化碳,氨在之后的SCR存储催化器与发动机形成的氮氧化物进行反应,进而生成氮气和水。因为尿素解决方案在零下11摄氏度就会结冰,所以存储催化器、AdBlue罐、泵、计量阀仍然需要加热。

氮氧化物的减少还有一种额外的版本,隐藏在“缸内手段”的概念中。马自达基于更低的压缩比,降低燃烧温度,从而形成更少的氮氧化物。尾气回流同样也是通过缸内手段完成。

SCR催化器和存储催化器的结合,如同上述图例展示,是最昂贵但是最好的解决方案。BMW为它在美国的柴油车型应用了这种搭配,来应对比欧六标准还严苛的排放限制。在大众汽车被发现作弊软件的测试中,一同参加测试的X5明显要表现得更好——并不仅仅在测试台架上,还在道路上。如果大众汽车当初决定拿出一个更加完美的解决方案,预计要为每辆车多花费300到500美元。

如果欧洲的立法者能够制定出更实际的测试方法,柴油机还远远没到被判死刑的时候。

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