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今年1月，隨著環(huán)保部、工信部2016年第4號(hào)公告的發(fā)出，對(duì)汽車行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的“國(guó)五”時(shí)代即將到來。
根據(jù)油品升級(jí)進(jìn)程，我國(guó)將分區(qū)域?qū)嵤﹪?guó)家第五階段機(jī)動(dòng)車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，即“國(guó)五”標(biāo)準(zhǔn)。
其中，我國(guó)東部11省自4月1日起，所有進(jìn)口、銷售和注冊(cè)登記的輕型汽油車、輕型柴油客車、載重柴油車（僅公交、環(huán)衛(wèi)、郵政用途），須符合國(guó)五標(biāo)準(zhǔn)要求。
全國(guó)自2017年1月1日起，所有制造、進(jìn)口、銷售和注冊(cè)登記的輕型汽油車、載重柴油車（僅公交、環(huán)衛(wèi)、郵政用途），須符合國(guó)五標(biāo)準(zhǔn)要求。
全國(guó)自2017年7月1日起，所有制造、進(jìn)口、銷售和注冊(cè)登記的柴油汽油車，須符合國(guó)五標(biāo)準(zhǔn)要求。自2018年1月1日起，我國(guó)所有制造、進(jìn)口、銷售和注冊(cè)登記的輕型柴油車，須符合國(guó)五標(biāo)準(zhǔn)。
如何實(shí)現(xiàn)國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)？
與國(guó)四排放標(biāo)準(zhǔn)相比，國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氮氧化合物排放的限值降低了25%-28%，顆粒物的排放限值嚴(yán)格了82%。
在節(jié)能減排成為大趨勢(shì)的前提下，除了發(fā)展新能源汽車，由汽油轉(zhuǎn)向柴油的趨勢(shì)也較為明顯，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)由于比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)油30%，二氧化碳排放量低30%-45%，因此柴油機(jī)的發(fā)展已成為汽車行業(yè)的重要發(fā)展方向。
不過，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排放也面臨難點(diǎn)：尾氣排放中的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)排氣筒排出的顆粒物、氮氧化物等排放對(duì)大氣環(huán)境的污染仍較嚴(yán)重，是否有辦法讓其排放達(dá)到最低并符合環(huán)保及國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)甚至更高標(biāo)準(zhǔn)的要求？
答案是肯定的。在近乎苛刻的國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)面前，必須綜合使用排氣后處理技術(shù)來控制排放。目前，實(shí)現(xiàn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)有兩種途徑：
一是SCR技術(shù)，通過優(yōu)化噴油和燃燒過程，控制顆粒的產(chǎn)生，使燃燒溫度升高，從而增加NOx，再添加尿素來還原NOx來實(shí)現(xiàn)。
二是EGR+DPF技術(shù)，其實(shí)際上是廢氣再循環(huán)的過程，通過抑制NOx的產(chǎn)生，使燃燒的溫度降低，通過DOC（柴油氧化催化劑）或者DOC+DPF（顆粒捕捉器）將TPM（總顆粒物）降低到排放標(biāo)準(zhǔn)以下。
兩種技術(shù)路線比較
SCR和DPF實(shí)際上是目前最主要的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理的兩種技術(shù)路線，二者各有特點(diǎn)和優(yōu)劣。
在性能方面，就DPF而言，廢氣經(jīng)由DPF系統(tǒng)，導(dǎo)致排氣背壓增加，動(dòng)力損失嚴(yán)重。而SCR系統(tǒng)因排氣背壓小，動(dòng)力輸出強(qiáng)勁。例如，DPF系統(tǒng)需補(bǔ)償EGR造成的功率損失來達(dá)到國(guó)五排放，更需兩級(jí)增壓，SCR因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，達(dá)到國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)三的增壓系統(tǒng)保持相同即可。
在可靠性方面，DPF系統(tǒng)的廢氣再循環(huán)過程中，廢氣溫度高，催化劑燒蝕，額外噴油促成二次再生，易造成顆粒堵塞引發(fā)安全隱患；由于要補(bǔ)償EGR系統(tǒng)的壓力損失，因此增壓器一直處于高負(fù)荷工作，易損壞；同時(shí)由于廢氣溫度高，冷卻系統(tǒng)可靠性也會(huì)降低。反觀SCR系統(tǒng)，由于不存在DPF堵塞、渦輪增壓高負(fù)荷工作、冷卻系統(tǒng)加大等問題，因此可靠性相對(duì)更好。
在使用成本方面，有評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，DPF油耗相比SCR系統(tǒng)高10%，是因排氣背壓高、動(dòng)力損失等綜合導(dǎo)致；DPF一旦發(fā)生管路堵塞，必須更換DPF總成，費(fèi)用昂貴；DPF潤(rùn)滑油標(biāo)號(hào)要求CI-4級(jí)，相對(duì)于SCR需要的CF-4級(jí)潤(rùn)滑油，費(fèi)用更高。
事實(shí)上，SCR系統(tǒng)的工作原理是將還原劑噴入排氣管，排氣中的氮氧化合物在催化劑的作用下與還原劑反應(yīng)后被還原成氨氣和水。SCR系統(tǒng)目前采用的還原劑是尿素，但尿素是消耗品，必須定期添加，所以用車成本會(huì)提高。但實(shí)際上SCR需要添加的尿素水溶液消耗量?jī)H為1:20，且購買便利。
以東風(fēng)御風(fēng)國(guó)五車型為例，其尿素罐可容納10kg，油箱容積80L，每添加一次，對(duì)應(yīng)2.5箱柴油，相當(dāng)于0.016元/km，只需2500km添加一次尿素。
SCR成為主流
不過，SCR技術(shù)在國(guó)四排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施階段已近趨于成熟，升級(jí)國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)只需要調(diào)整一下技術(shù)參數(shù)，發(fā)動(dòng)機(jī)不用再次技改，開發(fā)成本相對(duì)要低，這將大大降低整車廠的升級(jí)成本和周期。若采用 EGR+DOC+DPF 技術(shù)，則需要重新設(shè)計(jì)主機(jī)，再次進(jìn)行的復(fù)雜標(biāo)定過程工作量龐大。
無疑，在目前國(guó)內(nèi)國(guó)三和國(guó)四主機(jī)技術(shù)仍不算很成熟的背景下，SCR技術(shù)的優(yōu)勢(shì)十分明顯，市場(chǎng)認(rèn)可度相對(duì)較高，所以SCR目前仍然是滿足國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)的主流技術(shù)。
從國(guó)外的實(shí)際情況來看，歐洲大部分國(guó)家選擇SCR作為主流的技術(shù)路線，在美國(guó)則主要選擇EGR+DOC+DPF技術(shù)路線，這是歐洲出于成本因素的考慮，歐洲的燃油價(jià)格相對(duì)較高，SCR技術(shù)較好的燃油經(jīng)濟(jì)性使該技術(shù)成為歐洲的首選。
目前，國(guó)內(nèi)各個(gè)廠家都在備戰(zhàn)國(guó)五排放時(shí)代的到來，并將先后推出自己的國(guó)五產(chǎn)品，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，今年即將上市的國(guó)五產(chǎn)品的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，大多采用的是SCR技術(shù)。
例如將在7月16日推出的東風(fēng)御風(fēng)的國(guó)五全系列產(chǎn)品，其采用的是ZD30發(fā)動(dòng)機(jī)和ZD25發(fā)動(dòng)機(jī)，是依照日產(chǎn)研發(fā)模式進(jìn)行的研發(fā)，具有高可靠性、低油耗、輕量化、超靜音、低排放等性能。東風(fēng)御風(fēng)國(guó)五車型采用了較為成熟的SCR技術(shù)路線，相比同類產(chǎn)品國(guó)五車型而言，東風(fēng)御風(fēng)國(guó)五車型的燃油經(jīng)濟(jì)性更好、適應(yīng)性更佳，車輛動(dòng)力更強(qiáng)、養(yǎng)護(hù)維修成本更低、可靠性更優(yōu)。經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證，東風(fēng)御風(fēng)國(guó)五產(chǎn)品油耗比國(guó)四有所降低，同排量發(fā)動(dòng)機(jī)油采用SCR技術(shù)路線比DPF路線低10%左右的油耗。
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