专家论道：商用车及动力的节能减排与技术升级潜力

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在2019 年9 月1日举行的中国汽车产业发展(泰达)国际论坛上，同期召开了“节能减排与汽车技术升级潜力”主题研讨会。来自环保部门、研究机构和企业的技术专家，对商用车及其动力如何节能减排、提高燃烧效率、多元化动力改造，提出了各自的观点和建议。

北京市环保局机动车排放管理处副处长艾毅

北京市环保局机动车排放管理处副处长艾毅：柴油车和非道路机械的PM2.5 排放是解决北京市移动污染的重中之重

北京市机动车保有量这些年在显著上升，从1998 年的100多万辆，到现在的600 多万辆，600 多万辆机动车在北京的排放污染总量里所占比例非常高。以PM2.5 为例，移动源排放占到45%，最主要的污染来自于柴油车以及装用柴油机的非道路机械。也就是说，本地柴油车以及进京过境的柴油车和非道路机械占到了移动源PM2.5 排放的64%，也是解决北京市移动污染的重中之重。因此，围绕打赢蓝天保卫战，以及打好治理柴油货车污染治理攻坚战，北京市采取了标准加严、经济引导、行政约束、执法处罚等手段。从实施严格的排放标准看，自1999年开始实施第一阶段排放标准，先后6 次提高新车排放标准，每次提高新机动车排放标准可实现减排30%～50%。2019 年7月开始分阶段实施国Ⅵ标准，我们通过数据分析来提高监管的准确度。主要采取2 项措施：一方面采取环保一致性检查，主要是从市场上抽取样车；另一方面按照标准要求采取从用户手里租车，主要是为了确保排放标准的稳定达标。关于在用车排放污染控制措施，我们除了对北京车辆要求进行定期年检外，同时在主要道路上和进京路口开展路检、路查。从2019 年前7 个月来看，已经检测了100 多万辆在用车辆，对14 万超标在用车依法进行了处罚。对于在用车开展的第3 项措施是加强老旧车淘汰，主要采取疏堵结合的方法：对高排放量车辆一方面进行限行，另一方面给予鼓励淘汰的相关政策。为了提升改善北京市的油品质量，从2004 年开始实施第2 阶段油品质量标准，2017 年实施了第6阶段油品标准。对油品的管控，除了检查硫含量之外，还对芳香烃严加控制，对在用车的减排起到了改善作用。

另外一个环保排放严控的领域，主要聚焦在非道路移动机械。按照《大气法》的要求，划分了排放的区域：从2019 年8 月1 日 起 划定了五环路(不含)以内区域、经济技术开发区、通州、亦庄等地，不满足三类要求的挖掘机、装载机、挖车等机械车不能使用。2019 年前7 个月，我们会同相关部门对1万多台机械进行了执法检查，对于一系列超标的将近1 200 多台机械依法进行了处罚。

在发展新能源汽车方面，一方面针对公共领域的车辆，包括公交、出租、邮政等适用范围，按照国家统一要求，积极出台相关政策，鼓励这些领域尽早地使用电动车；另一方面，对于货车制定了相应的新能源路权的鼓励政策，以及配套的基础设施建设，鼓励货车新能源化。

在线监控方面，按照国家要求，我们已对1 万多辆重型车实施在线监控。OBD 的报警情况、氮氧化物排放、尿素消耗量等数据，为下一步执法工作给予了有益的支持。关于下一步工作，国家和各地都发布了一系列重要文件，最主要是2 个：国务院印发的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》(2018-2020年)和《柴油货车污染治理攻坚战行动计划》。我们重点围绕这2 个文件采取相应的措施：一是加强源头管控，实施国Ⅵ标准，并且强化执法监管；二是按照国家要求，大力发展推进电动车，到2020 年达到40 万辆规模；三是要进一步削减污染存量，加强老旧车的淘汰，做好在用车的监管，做好达标工作；四是对于道路非移动机械做好编码标识监管等一系列的工作。

天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室副主任姚春德教授：柴油是造成柴油机排放控制困难的最主要问题

天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室副主任姚春德

甲醇在近年来得到了高度关注，特别是2012 年工信部开展了甲醇汽车试点之后，甲醇已经作为在部分地方推广应用的替代燃料。这些年经过排放治理，我国的空气质量得到了非常大的改观，但还需要进一步改进工作，主要包括对柴油车、军车、货运车、船、军事机械等车机在内的排放治理。

压燃式发动机发明于1898 年，其氮氧化物和颗粒物排放是非常难以兼顾的事。虽然测试国Ⅵ发动机的排放只是涉及一个非常小的关注区域，可实际上我们在标定的时候需要考虑到各种复杂的工况，工况成本增加很多。能否找到一种新的办法呢？我们认为应该从燃料方面出发。我们认为柴油是造成柴油机控制困难的最主要问题，因为柴油是由10-22 个碳组成，而甲醇只有1 个碳组成。甲醇是一个规模产量非常巨大的化工产品，其产能在2018 年的时候就达到9 000 万t，产量接近7 000 万t。而作为汽车的主要燃料，2018 年汽油的消耗量是2.21亿t 左右。

如果把甲醇作为燃料看待，就像我们正常地对待汽油和柴油，是很安全的。1991 年，美国能源部做过一个比较，低浓度的甲醇毒性要比汽油柴油低；高浓度的时候，人所处的环境毒性与汽油差不多。但是，直接把甲醇用在压燃机上是不可能的。天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室做过一些机理研究，包括着火机理。通过实验台检测，当活性的柴油喷到甲醇混合剂里面，发现甲醇的混合剂对柴油有一定的迟滞作用，比喷到空气中的柴油更难着火。不容易着火的特点，促成了柴油可以均值的混合剂形式出现在汽缸里面，以高效的燃烧方式均值压燃，就能把碳烟减轻下来。我们通过在发动机台架上做的大量研究，发现甲醇和柴油一起燃烧，双燃料燃烧时间晚，爆发压力比较高，热效率得到大概提升2%。为了把这种燃烧方式运用到车上检查实际运行效果，我们在卡车上进行了实际应用。测试结果是：不到1.5 L 的甲醇可以换得1 L 的柴油，效率大概提升30%以上。为了提高实用性，我们提出了柴油和甲醇的组合燃烧技术。因为柴油非常容易启动，而甲醇不好启动，无法直接压燃。所以就用柴油先把发动机启动起来，等到发动机全热了之后，再向柴油里面喷入甲醇形成混合剂，完成组合燃烧。这种燃烧方式的最大特点是，可以动态地精准匹配柴油和甲醇两种燃料的燃烧，完全是智能化的。使用甲醇和柴油的智能化燃烧，可以不用尿素达到国际化标准的智能排放，不用SCR 就可以解决难题。

上述基础的一些开发，已经在12 个省、2 个市得到了应用，东边最远到达黑龙江省佳木斯的同江市，西边是新疆阿克苏，北边是内蒙古自治区的锡林郭勒，最南边云南已经在运用；适配机型领域包括矿山、机车、轮船等。一般来说，我们开发的满足双燃料燃烧方式的发动机，不需要做很大改动，只需在进气系统方面加入甲醇喷射系统。

广西玉柴机器股份有限公司总裁助理、工程研究院院长林铁坚：商用车动力开发不单是考虑排放，也要考虑用户整体价值需求

广西玉柴机器股份有限公司总裁助理、工程研究院院长林铁坚

商用车国Ⅵ排放标准已经陆续开始实施了。从整个市场用户的需求来说，排放升级将带来成本增加，所以要考虑到全方位服务用户，应该全盘综合性的去考虑产品升级。

从动力总成发展到新能源来看，会带来很大冲击。我们可以看到，在未来，特别是在长途物流运输领域，传统商用车发动机还是主要动力。所以，如何做好商用车节能也是非常关键的任务。从国Ⅴ升级到国Ⅵ，如何做到更高的热效率？对于全新的国Ⅵ产品来说，不单单是考虑排放，也要考虑用户整体的价值需求，特别是油耗的情况。从这个角度来说，简单的产品升级是无法满足要求的，一定要有一个全新理念、全新技术的产品平台，才能支撑未来全方位的发展。

那么如何考虑性能和产品排放的平衡？发动机要更强化、轻量化、更加节能。车辆管理部门和用户对实现超低排放并同时达到油耗降低的要求，需要商用发动机制造商应用新的技术，进行整体的动力开发；尽可能通过仿真、虚拟以及硬件结合的手段，全面覆盖整个工况测试和标定。总体来看，技术创新要从用户的需求和排放标准的升级出发，这就是发动机发展的一个驱动力。对于商用车来说，在降低油耗和减少排放方面，还有很大的潜力去完成。