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杨再舜汽车博客

中国汽车市场产品研究

 
 
 

日志

 
 

国四来了!国五国六还会远么?  

2014-07-25 16:06:55|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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国四来了!国五国六还会远么?

 

A、欧V至欧VI排放法规历程

       汽车排放标准是指从废气中排出的CO(一氧化碳)、HC+NOx(碳氢化合物和氮氧化物) 和悬浮粒子particulate matter (微粒,碳烟)等等有害气体,都是发动机在燃烧作功过程中产生的有害气体。

       汽车废气排放法规由ECE参与国自愿认可并强制实施的。欧洲汽车废气排放标准是欧盟国家为限制汽车废气排放污染物对环境造成的危害而共同采用的汽车废气排放标准,欧洲标准是由欧洲经济委员会(ECE)的汽车废气排放法规和欧盟(EU)的汽车废气排放指令共同加以实现的。

       欧洲汽车废气排放标准一般每隔4-5年更新一次。 1992年实行欧I标准、 1996年实行欧II标准、2000年实行欧III标准、2005年实行欧IV标准、2008年实行欧V标准、2013年实行欧VI标准。

       欧洲标准也是中国等发展中国家沿用的汽车废气排放体系。例如中国于2001年实施的《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(Ⅰ)》等效于欧洲I号标准(EUI或EURO 1);2004年实施的《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(Ⅱ)》等效于欧洲II号标准(EUII或EURO 2);2007年实施的国III标准相当于欧洲III号标准(EUIII或EURO 3),2015年实施的国IV标准[5]相当于欧洲IV号标准(EUIV或EURO 4)。


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B、欧盟汽车排放技术路线

       欧0阶段:采用纯机械式的供油系统(燃油泵或柴油泵)和自然吸气技术。

       欧Ⅰ阶段:在欧0发动机的机械供油系统(燃油泵)基础上,主要辅以废气涡轮增压技术。

       欧Ⅱ阶段:在欧Ⅰ发动机平台上适当改进,主要辅以废气涡轮增压(水空)中冷技术或废气涡轮增压中冷技术, 供油系统没有本质变化。

       欧Ⅲ阶段:对欧II发动机平台进行重大升级,主要是供油系统发生了本质变化,实现了供油系统由机械式控制向电子控制的转化,主要技术路线包括电控泵喷嘴、电控高压共轨、电控单体泵和电控H泵+EGR。( EGR废气再循环技术,主要是针对有害气体如NOx 设置的排气净化装置,它将一部分排气循入进气管与新鲜空气混合后进入气缸燃烧,以增加混合气的热容量,降低燃烧时的最高温度,抑制NOx的生成。)

       欧Ⅳ阶段:技术路线是在欧Ⅲ发动机基础上,供油系统没有本质变化,主要是采取一系列机内净化技术如提高供油系统的控制灵敏性和压力,燃烧室和进气等进一步优化,并综合使用机外净化(后处理)技术。其机外净化(后处理)技术目前主要有两条技术路线:一种是SCR(选择性催化还原)技术,通过机内净化PM,机外催化还原;另一种是EGR(废气再循环)+DPF(微粒捕集器)+DOC(氧化催化转换器)技术,通过机内净化降低NOx,机外通过微粒捕捉器过滤PM。

        欧V阶段: 欧V标准产品已经巅覆打破了传统发动机的设计原则,特别是对油泵设计原理,完全是一次推翻传统理论进而重新革命性的再创新役计过程。欧V技术路线在欧Ⅳ发动机基础上,根据欧Ⅳ阶段采取的技术路线的不同,进行相应的调整。采用SCR技术只需要进行部分配件和电控参数上的局部调整;而采用EGR技术的发动机则需要在油泵等管路上进行彻底重新设计与布置。 欧美等国主要采用了两条机外后处理技术路线,但殊途同归,都是以减少有害气体的排放为目的:

       1、SCR (选择性催化还原) 技术路线,通过优化喷油和燃烧过程,尽量在机内控制微粒的产生,在机外后处理过程,采用尿素溶液对NOx进行选择性催化还原。采用SCR方案对发动机不须做进一步的强化处理,燃油中的硫含量对于系统的影响较小,可回避燃油含硫量高的难题,并还可通过调整喷油特性而节省燃油消耗约5%,不过整车需增加一套尿素贮存和转化装置而使成本大为增加。

       2、EGR+DPF/DOC (废气再循环+微粒捕集器/氧化催化转换器)技术路线,它以废气再循环为基础,在机内抑制NOx的产生,在机外后处理过程中采用微粒捕集器对微粒进行捕捉。采用EGR+ DPF/DOC方案需对原发动机进行强化以提高喷油压力和增压中冷能力。

       在欧洲主要以SCR技术占主流,一般都选择钒基SCR系统,因为它具有最佳的成本效益比;而在北美却以EGR+DPF为主流。现阶段,中国主流商用车厂家国Ⅳ机型及所采用的技术路线比较认可和主张SCR技术路线,因其允许发动机针对低颗粒、高NOx及最大燃油经济性进行最大优化。此外,现有的SCR排放控制系统有能力在改动最小的情况下(提供更高的尿素喷射率等方法)达到欧V排放标准。

       欧VI阶段: 欧洲议会通过欧盟委员会提出的“欧VI”汽车排放新标准,特别是限制氮氧化物和粉尘颗粒的排放,远高于目前的欧V标准,这意味着内燃机完全可以接近实现零排放。这一标准预计从2012年年底开始执行。

       欧VI标准柴油发动机汽车行驶每公里碳烟排放低于5毫克,一氧化氮排放低于80毫克,其尾气污染物排放已降到几乎测不出的水平。虽然欧VI污染物限值、劣化系数及耐久性试验里程和欧V一致,但是OBD限值更加严格,后处理系统的临界条件要求也更加苛刻。 由于IUPR功能的使用频率逐步上升,对整车的要求也就相应提高,如对发动机、催化器等系统部件的一致性及耐久性能等。

       GDI电喷系统优点: 1)喷油嘴精确计量燃油,提高燃烧效率,改善燃油喷射雾化; 2) 减少爆震(混合气温度降低等); 3) 燃料喷射时刻不受气门正时限制,降低了排气中的未燃。直接启动技术优点: 1) 高压启动并推迟喷油,为冷启动进行优化匹配,降低冷启动阶段的排放;2) 可缩短启动时间减小启动噪声; 3) 改善起停的性能,保证起停的功能的可靠使用。

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C、中国式排放升级之虑

       我国是《京都议定书》的签约国,中国政府必须要履行对全世界的承诺,几乎用二分之一的时间,走完欧盟从欧0号到欧V号汽车排放之路线,高度体现了中国与时俱进发展速度与极端高度政治性。由此可见我国政府对国际社会的承诺一致性,同时也证明了中国政府治为理治这个世界上环境最毒化的国家所做出的巨大努力与牺牲。

        此前,环保部颂布的《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第五阶段)》明确将PM2.5排放量纳入排放标准内容。目前,我国市场上质量最高的车用汽油是北京的“京五”标准汽油。上海、广州、南京以及个别大城市供应“国IV”汽油,其他的全国大部分地区使用的仍是“国III”汽柴成品油。


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       从目前国V实施城市看,上海市已经实施机动车国V排放标准(含重型柴油车),强制要求国IV标准车辆退出上海市场并不得在沪销售,上海成为了继北京之后第二个实施“国V”排放标准的城市,相比国家标准提前了4年。

       据日前北京官方透露,北京将借鉴美国排放法规实施国VI。因为美国排放法规是全球最严格的,尽管我国个别车企的产品进入了欧盟市场,但迄今为止尚未出口美国,主要原因是排放控制技术达不到美国法规要求。因此,北京市率先实施更严格的排放标准,有助于国内企业产品向先进排放技术水平靠拢,在减少排放、改善空气质量的同时,为我国建设汽车强国打下坚实基础。

       去年9月发布的《北京市2013-2017年清洁空气行动计划》明确提出北京市在2016年力争实施第六阶段机动车排放标准。而国家标准的要求是2018年起在全国范围内供应第五阶段车用燃油。

       欧洲测试循环体系对汽油机是固定工况限值,而美国是随机工况限值,美国FTP和欧洲NEDC循环工况与北京市实际情况进行对比分析后发现,美国FTP工况更接近北京市和中国其他大城市的实际情况。比如,就循环工况本身而言,欧洲是稳态循环,美国为瞬态工况,显然更符合北京市或中国其他大城市瞬变的实际驾驶情况。


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       “因此,未来北京市在实施第六阶段车用燃油地方标准方面,将参考借鉴美国加州和欧洲的相关标准。全球范围内看,美国排放法规是最严格的,这将是我国在实施机动车排放标准上首次引入美国标准。美国、欧洲、日本等发达国家和地区借助先发优势早已设定了较高的技术门槛,但由于支持全面制定排放法规的技术支持保障能力有限,中国目前在机动车排放技术法规方面没有任何话语权。长久看,制定适合中国国情的排放校准法规将势在必行,但目前情况下借鉴和结合欧美排放标准不失为过渡阶段的权宜之计。”

      “国V”标准后年若在全国全面实施后,将促进国内车用汽油和柴油品质的提升,均有利于提高国内汽车技术水平,逼迫中国汽车科技进步。此外,不但对新车污染物减排发挥作用,还将改善大量在用汽车的污染物排放状况,能够拨开雾霾见天晴。


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       然而与此同时,在从国I至国V汽车排放升级过程中,由于发动机后处理关健性技术始终被境外汽车或零部件巨头所掌控,纵然在合资整车或零部件企业,中方也绝无话语权。此外,现阶段我国各大汽车企业与零配件制造企业,对发动机排放技术的研发水平还尚处于一个相对较落后现状而在一段时间内无力赶超,另加上相关配套政策倾向外方利益而不给力于自主品牌汽车或零部件。因此,在汽车的“大脑”和“肠胃”及“呼吁器官”被外资所控制的情况下,这只能加速了本土自土汽车品牌的消亡时间,进而更加深一步全面沦陷为国际汽车大鳄的海外殖民地工厂之虞,面临本土民族自主品牌无论是乘用车还是商用车汽车全军覆灭的危险!

 

 

 

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