高硫柴油对柴油机排放控制系统的影响



高硫柴油对柴油机排放控制系统的影响

世界各国的排放法规都变得越来越严格，如欧盟2014年1月开始实施的欧6排放法规。因此，柴油机必须同时采用氧化催化器（DOC）、柴油机微粒过滤器（DPF）、SCR（选择性催化还原）、EGR（废气再循环）等多种后处理系统。然而，仅通过制定更为严格的法规以迫使汽车生产商采用先进的废气后处理系统并不能保证达到预期的减排目的，还需要对燃油品质进行更为严格的规定。因为燃油品质如十六烷值、密度、发热量、粘度、冷特性和硫含量等将影响后处理系统的使用特性，尤其是柴油中硫燃烧产生的SO2将大大降低后处理系统组件的性能和使用寿命。因而，为达到欧6排放法规，各国都在使用低硫柴油作为主要燃料，而对于巴西等发展中国家则会限制这种较高成本低硫柴油的使用。对此，分析了高硫柴油的使用对柴油机后处理系统的影响，从而确定其对排放控制系统的影响。

对现行的欧6排放法规进行了介绍。欧6排放法规所规定的测试循环为WHSC（稳态测试循环）和WHTC（瞬态排放测试循环），且在这两种循环工况下不再采用加权计算，而对整个测试周期进行连续采样，使测试循环更接近真实情况。测试循环在这两种循环工况下，要求CO排放量分别低于1500、4000mg/kWh；HC排放量分别低于130、160mg/kWh；NOx排放量分别低于400、460mg/ kWh；颗粒物排放量分别低于10、10mg/kWh。试验时，选用一个直列6缸重型柴油机，其具有涡轮增压和燃油共轨喷射系统，联合后处理系统（包括DOC、DPF、SCR 和EGR），燃油共有两种S-500柴油（硫含量为500mg/L）和S-10柴油。试验时，分别选用被硫化的联合后处理系统和全新的后处理系统。为了确定DOC、DPF、SCR 和EGR单个系统受硫化作用的影响，又进行单个系统被硫化的试验，每类试验进行20h。试验显示，采用S-500柴油发动机NOx转化率从93.6%降至70%，超过了欧6排放法规的规定值，且硫化后的系统可能激活发动机故障灯。

LeonardodeOliveiraCosta et al.SAE 2014-36-0460.

编译：陈丁跃