浅谈国六标准技术路线分析

郭葵

(东风柳州汽车有限公司 545005)

浅谈国六标准技术路线分析

郭葵

(东风柳州汽车有限公司 545005)

随着全国范围内雾霾现象已成为普遍现象，国家对排放污染管控日益加严，各地相继出台相关政策治理环境污染，其中对于车辆排放国家出台了《车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》等相关法律，要求对车辆排放NOx和PM、PN值进一步降低。中国的排放标准，基本上可以归为欧洲体系。到欧Ⅵ以后，北美标准和欧洲标准的限值已经基本趋于一致，国六技术路线可参考欧洲技术方案来实现第六阶段排放。

国六；排放限制；技术路线

1 机动车排放限值标准介绍

（1）公路柴油机美国和欧洲排放标准：中国的排放标准，基本上可以归为欧洲体系。到欧六以后，北美标准和欧洲标准的限值已经基本趋于一致。

（2）欧洲排放法规排放限值的演变：从欧Ⅴ到欧Ⅵ，颗粒物PM和NOX的限值要求下降比例都非常大（图1）。

（3）中国排放限值标准—国三至国五：根据国家相关排放标准，难点和重点是控制 NOx 和 PM 污染物（图2）。

图1 欧洲排放限值

图2 中国排放限值

（4）中国排放限值与欧洲排放限值对比：从污染物限值来看，我国的限值基本是直接采用欧洲的限值标准[1]。因此，预测国六排放限值和测试循环也是参照欧六排放限值标准来确定。

2 国六排放实施时间分析

排放标准越高，变动越复杂，切换过渡所需时间越长。目前国五已经处于逐步实施阶段。重型汽车国六法规预计2016年底发布征求意见稿，预计2020年在全国范围进行逐步推广实施。

3 国六排放技术路线分析

3.1 欧Ⅵ开发难点

基础机型开发，排放与经济性的平衡，生产一致性控制，耐久性要求，OBD车载监控要求，EGR对冷却性能要求（预计提高15%～20%），排放标定。

欧Ⅵ产品的开发，不仅需要产品的升级，同时需要发动机生产企业对制造工艺、质量控制、生产过程管理等全方位的提升[2]。

3.2 欧Ⅵ技术路线选择分析

（1）目前主要的后处理技术

DOC：Diesel Oxidation Catalyst氧化型催化转化器。

DPF：Diesel Particulate Filter颗粒捕集器。

SCR：Selective Catalytic Reduction选择性催化还原。

EGR：Exhaust Gas Recirculation排气再循环。

（2）各种后处理技术削减潜力

DOC：25%～50%PM。

DPF：90%PM，＞90% HC（尤其是含碳颗粒）。

SCR：90%NOX，50%～90%HC，30%～50%PM。

EGR：40%NOX。

（3）技术路线：中高度EGR+DOC+DPF+SCR。

技术特点：冷却能力要求高，开发难度大，经济性差，非最优方案。

（4）技术路线：低EGR+DOC+DPF+SCR。

技术特点：开发难度适中，经济性较好，目前国外主流方案。

（5）技术路线：DOC+DPF+Hi_SCR。

技术特点：开发难度相对较低，经济性好，但对后处理要求较高，依维柯等采用。

3.3 再生技术采用方案

主动再生

（1）主动再生是周期性再生，由碳载荷量和时间来触发，在DPF捕捉颗粒导致排气背压达到条件下，发动机ECM自动控制控制后处理系统进行DPF再生。

（2）案例1，标定当碳载荷达到6 g/L时，DPF开始再生，直到碳载荷达到1.8 g/L时再生停止。

（3）案例2，标定当发动机工作到15或X小时，相当碳累计达到6 g/L的要求。

（4）通过后喷和切换燃烧参数来提高DOC出口温度575℃，处理DPF的碳量。

被动再生

（1）当碳的氧化速率大于碳的生成速率，被动连续再生是不需要控制。满足标定条件（DPF进口温度）再生就会发生[3]。同时保证DPF再生效率，也会按照条件进行主动再生。

（2）后处理热管理系统设计完善[4]。

被动连续再生需要250℃，主动再生575℃。

4 欧Ⅵ技术路线选择分析

目前机内净化只能满足欧Ⅲ（国3）排放法规，要满足苛刻的排放法规（欧4及以后），必须采用后处理技术。

欧Ⅳ、欧Ⅴ排放法规，可分别通过EGR+DPF或SCR技术来满足排放法规要求，但欧Ⅵ（及EPA2010）排放法规，必须综合采用SCR、DPF才能满足法规要求。

4.1 国外欧Ⅵ技术路线参考（图3）

图3 欧Ⅵ技术路线参考

4.2 国内欧Ⅵ技术路线参考

通过对欧Ⅵ以及北京公交客车第六阶段技术路线分析推测中国国六阶段的主流技术路线为：低EGR + DOC + DPF + SCR。

5 结束语

《轻型车辆排放污染物限制及检测方法（中国第六阶段）》已发布征求意见稿，2019年起逐步推广实施。以次推测《中重型车辆排放污染物限制及检测方法（中国第六阶段）》预计第三季度内将发布征求意见稿，2017年上旬将正式发布，开始实施时间预计在2019年年中或2020年年初。

低EGR+DOC+DPF+SCR技术路线开发难度适中，经济性较好，将是后续主流方案。

[1]GB17691-2005 车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法（中国Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段）.

[2]GB3847-2005 车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法.

[3]GB20890-2007 重型汽车排气污染物排放控制系统耐久性要求及试验方法.

[4]HJ 689-2014 城市车辆用柴油发动机排气污染物排放限值及测量方法（WHTC工况法）.

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：A

郭葵（1988—），男，本科，从事技术研发方面的工作 。