在国三时代,非道路柴油机技术迎来了大的变革。电控技术首次应用在柴油发电机组上,通过控制燃油喷射时间以及喷射量,达到国三排放标准。
玉柴高压共轨技术可以在燃烧阶段很好地减少排放污染物的产生,增压中冷及废气再循环技术(EGR)则是改善燃烧环境,减少排放。这3者是国三升级普遍采用的技术方案,也是国四阶段可选择的缸内减排技术。
在国四标准给出的污染物排放限值中,主要是对一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)以及颗粒物(PM)做出了限定。一般来说,CO和HC的排放限值容易达到,并不需特别对待,需采取措施的是氮氧化物和颗粒物。由于国三时期已经解决了电控技术在非道路柴油机上的应用难题,玉柴国四升级的技术方案选择是在后处理上。
玉柴国四柴油发电机组主要有两种基本的排放控制技术路线:一是EGR+DOC(DPF);二是优化燃烧+SCR技术路线。而为了满足四阶段的排放法规,国内主要发动机厂都已经制定了应对的技术方案,电控方面有高压共轨、单体泵;降NOx有SCR、EGR;降颗粒有DPF、DOC、POC。
DOC是英文”DieselOxidationCatalyst“的缩写,中文名”氧化型催化器“。
DOC主要有三个作用:
(1)降低HC(碳氢化合物)排放:将尾气中未燃烧的HC、润滑油HC氧化为H2O、CO2;
(2)将NO氧化为NO2:NO2将DPF捕集的碳颗粒氧化为气态的CO2;
(3)氧化喷入排气管的燃油:氧化柴油放热使DPF温度升高,DPF内碳与氧气反应为CO2
DPF
DPF是英文”DieselParticulateFilter“的缩写,中文名”壁流式颗粒捕集器“。
这是一种安装在柴油发动机排放系统中的陶瓷过滤器,可以在微粒排放物质进入大气之前将其捕捉,能够减少柴油发动机所产生的烟灰达90%以上。
捕捉到的微粒排放物质随后在车辆运转过程中燃烧殆尽。它的工作基本原理是:柴油微粒过滤器喷涂上金属铂、铑、钯,柴油发动机排出的含有炭粒的黑烟,通过专门的管道进入发动机尾气微粒捕集器,经过其内部密集设置的袋式过滤器,将炭烟微粒吸附在金属纤维毡制成的过滤器上;当微粒的吸附量达到一定程度后,尾端的燃烧器自动点火燃烧,将吸附在上面的炭烟微粒烧掉,变成对人体无害的二氧化碳排出。
SCR
SCR是英文“SelectiveCatalyticReduction”的缩写,中文名”选择性催化还原“。
选择性催化还原技术(SCR)是针对柴油车尾气排放中NOx的一项处理工艺,即在催化剂的作用下,喷入还原剂氨或尿素,把尾气中的NOx还原成N2和H2O。催化剂有贵金属和非贵金属两类。该技术也被广泛应用于柴油机尾气后处理,通过优化喷油和燃烧过程,尽量在机内控制微粒PM的产生,而后在机外处理富氧条件下形成的氮氧化物,及时用车用尿素(车用尿素在一定温度下分解生成氨)对氮氧化物(NOx)进行选择性催化还原,从而达到既节能、又减排的目的,该项技术是欧洲主流技术路线。
POC
颗粒物氧化催化转化器(POC),使用金属载体,由特殊的多孔金属箔基板与金属网层构成。尾气流过时被导向邻近的通道,而颗粒物则留在金属网上,基于不同的过滤直径和运行条件,POC对颗粒物的去除效率为40%-70%。POC通常与DOC配合使用,就颗粒物而言,先由DOC将一部分颗粒物中的可溶性有机组分去除,后由POC捕集炭烟并氧化掉。
玉柴经研制推出满足四阶段排放标准的柴油发电机组产品,路线虽各有不同,但技术方面却日渐成熟,能够充分满足国家环保排放的政策。
非道路国Ⅲ到非道路国Ⅳ的升级,玉柴国四柴油发电机组的整机布置也需同步考虑优化,终端用户也要提前了解熟悉后处理。
后处理到底能给终端用户带来什么?从玉柴发电机厂家和终端用户的角度,一方面后处理的增加带来了购机成本的增加、使用成本的增加、故障点的增加。
成本增加可能比表上要高很多。
另一方面,提升用户竞争力!国四排放的实施,将大大提高新设备的竞争力,无论是从产品性能和节油性,还是从政策上,新设备都处于 领 先的地位。