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先谈国3,再谈国4

什么是汽车的国3?
  国3即中国的第3阶段汽车排放标准,国家第3阶段的排放标准相当于欧洲3号的排放标准,也就是说,尾气污染物含量相当于欧3的含量,不同的只是新车必须安装一个OBD车载自诊断系统(OBD,即车载自诊断系统。该系统特点在于检测点增多、检测系统增多,在三元催化转化器的进出口上都有氧传感器。完全通过实时监控车辆排放来控制达标,可以更加保证欧Ⅲ排放标准的执行。当车辆因为油品质量等因素,造成排放没有达到欧Ⅲ标准的时候,OBD系统将自行报警,转而进入系统默认模式,发动机将不能正常工作,车辆只能进入特约维修站进行检查和维护。并且OBD系统不能在车辆出厂之后经过改造加上,所以实施国三标准会使单车成本上涨1000到2000左右)。机动车污染物排放要稳定达到国3机动车排放标准,车辆必须装备使污染物排放达到国3标准的技术措施,同时使用达到欧3标准的油品。

 

从国三实施看重卡
  影响重卡的主要因素有4个,包括计重收费、环保政策、油价和钢材价格的持续走高以及消费、投资和出口等综合宏观因素的影响。而国三的实施是发动机乃至重卡行业的一次提升。国二到国三,发动机从机械式变成了电子控制,相应的车辆电器部件和整车的匹配技术也必须进行相应的提升,从而推动中国重卡技术向更高水平迈进。国三的实施对消费者影响很大,主要有:1、购车成本增加;2、油价提高;……

国III柴油机的现状及发展趋势
  徐万毅先生指出,柴油车尾气排放的法规日趋严格,经国务院批准,2008年3月1日起,凡是注册登记北京牌照的轻型点燃式发动机的汽车(最大总质量3.5吨以下的乘用和商用汽油车),均须执行国4标准;自2008年7月1日起,凡是注册登记北京牌照的重型压燃式发动机和重型气体燃料点燃式发动机(即柴油和天然气发动机)的公交、环卫、邮政车辆,执行国4排放标准,并要求安装监控氮氧化物排放的……

支持中国客户实现国三及以上排放标准
  博世认为目前中国排放法规越来越严格,而满足国三标准的技术路线典型的有三种,共轨、单体泵和泵喷嘴,其他非典型的技术路线有电控H泵加EGR和电控分配泵如VE泵等。相对于单体泵和泵喷嘴,共轨系统的优势是油耗更低、排放更低、发动机重量更轻和升级潜力更大。所以,博世在中国选择了为用户提供共轨产品来帮助用户实现国三排放,因为博世认为共轨系统是主流技术,且环保……

适应中国市场特点的柴油机电喷系统
  如果机械直列泵+电子调速器系统的喷射压力在130MPa以上,又可任意调节喷油定时,则有可能满足欧III排放法规。针对共轨、泵喷嘴和单体泵技术,汪氏威特进行了细致分析,并与中国具体情况结合,认为单体泵技术比较符合中国油品、机加工等实际条件,但是单体泵也有不足的地方。比如体积大和安装不方便,为此,汪氏威特在单体泵的基础上,开发了电控组合泵。电控组合泵技术一经推出 ……

技术路线1

  电控高压共轨技术是指在共轨式蓄压器喷射系统中,ECU通过接收各传感器的信号,借助于喷油器上的电磁阀,让柴油以正确的喷油压力在正确的喷油点喷射出正确的喷油量,保证柴油机最佳的燃烧比、雾化和最佳的点火时间,以及良好的经济性和最少的污染排放。通俗来讲就是给现在的发动机装一个电脑(ECU就相当于发动机的电脑),让电脑指挥发动机科学地进行工作。

  电控高压共轨技术被国际企业VOLVO(沃尔沃)、奔驰、MAN(曼)等采用,国内企业陕汽、解放、欧曼等采用,成为目前应用最广泛的实现国Ⅲ排放的技术。

技术路线2:

  电控泵喷嘴技术是在泵喷嘴系统中喷油泵和喷油嘴组成一个单元,由ECU也就是电脑控制摇臂或者间接的由发动机凸轮轴通过推杆来驱动喷油嘴准确喷油。

  电控泵喷嘴技术被VOLVO(沃尔沃)、陕汽、东风等企业采用。专业发动机制造商美国康明斯的全电控发动机应用的就是泵喷嘴技术,目前该技术的发动机迄今全球保有量已经超过40万台,行驶里程达3000亿公里,是久经考验的成熟产品。

技术路线3:

  电控单体泵技术的单体泵系统工作方式跟泵喷嘴相同,与泵喷嘴系统不同的是,其喷油嘴和油泵用一根较短的喷射油管连接,由发动机的凸轮轴驱动。电控单体泵技术被奔驰、IVECO(依维柯)采用,国内应用较少。

  汽车技术专家认为:采用以上三种形式的发动机统称为“电喷”(电控喷射)发动机。“电喷”发动机最大的优点就是应用ECU,也就是用电脑对喷油量、喷油时间进行精确控制,达到油气充分均匀混合燃烧,进而降低油耗的目的。而在“电喷”发动机中,电控高压共轨、电控泵喷嘴技术最为成熟可靠,在国内外应用最为广泛。

技术路线4:

  机械泵+EGR技术最早由德国曼恩公司创造,是在国二机械泵的基础上,利用电磁铁控制机械泵的齿条、出油阀,做成简易电控喷油泵外加EGR废气再处理系统,减少废气排放。因此,EGR的电控和高压共轨的电控是有区别的,机械式EGR是对电磁阀开启角度进行电控,而高压共轨是对喷油量进行电控。

  据专家介绍,使用该技术的柴油发动机达到国Ⅲ排放不存在问题,但不具备升级到国Ⅳ、国Ⅴ的潜力。

谈完国3,来谈国4

国4重型柴油机技术路线待定

  经过这几年的发展,国内柴油机企业已能适应排放标准,很多企业已在开发符合国4排放标准要求的产品,而国4排放标准对柴油机来讲,是一个技术的转折点。国4标准之前,柴油机排放可以通过机内净化技术来解决污染物的排放控制,达到相应的标准,而从国4开始,除了改进燃油喷射系统、优化燃烧过程等机内净化措施外,还必须增加机外后处理装置才能使排放达标。

  欧洲主要采用了两条技术路线:其一是SCR(选择性催化还原)技术路线,它是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,采用尿素溶液对氮氧化物进行选择性催化还原;其二是EGR+DPF(废气再循环加微粒捕集器)技术路线,它以废气再循环为基础,在机内抑制氮氧化物的产生,在机外后处理过程中采用微粒捕集器对微粒进行微粒捕捉。

  两种技术路线各有优缺点,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,而硫含量高是国产柴油近几年难以克服的技术问题,采用SCR方案可通过调整喷油特性而节省燃油消耗约5%,但需在加油站设立相关的尿素溶液补充设备,整车也需增加一套尿素贮存和转化装置而使成本增加。采用EGR+DPF方案需对原发动机进行强化,提高喷油压力和增压中冷能力。其次,需提高微粒捕集器的再生能力,还有对燃油含硫量要求较严,且燃油消耗较高,但不增加额外的装置,用户只要定期更换微粒捕集器。

  对于汽车厂和柴油机厂来说,采用以EGR+DPF方案对柴油机的改动较大,但不需增加基础设施。采用SCR方案可以较容易地使现有欧III柴油机升级到欧Ⅳ机型,而且由于省油,可以抵消使用尿素所增加的费用。但用户需不断给车辆补充尿素溶液。目前在欧洲两种技术方案并存,以SCR方案略占优势。

  实施国4排放标准的另一个重要条件是低硫柴油,国内目前市场供应的柴油只符合国2标准(北京等地有少量符合国3标准的柴油),含硫量在500ppm以下,而国4标准要求的柴油含硫量小于50ppm。国内的炼油企业何时能提供符合要求的超低含硫量柴油仍是个未知数,这也是国内大多数柴油机企业准备采用SCR技术方案的原因之一。当然,选择SCR技术路线将牵涉到社会基础设施的建设,需要政府部门和相关行业的支持,因此,选择哪种技术方案目前未定。


欧洲汽车排放标准情况
 
  欧洲标准是由欧洲经济委员会的排放法规和欧共体的排放指令共同加以实现的,欧共体即是现在的欧盟。排放法规由欧洲经济委员会参与国自愿认可,排放指令是欧洲经济委员会或欧共体参与国强制实施的。汽车排放的欧洲法规标准1992年前已实施若干阶段,欧洲从1992年起开始实施欧Ⅰ、1996年起开始实施欧Ⅱ、2000年起开始实施欧Ⅲ、2005年起开始实施欧Ⅳ。
欧洲标准是我国借鉴的汽车排放标准,目前国产新车都会标明发动机废气排放达到的欧洲标准。
欧Ⅲ型式认证和生产一致性排放限值
车辆类别
基准质量(RMkg
限值g/km
CO
HC
NOx
HCNOx
PM
汽油
柴油
汽油机
汽油
柴油
柴油机
柴油
第一类车
 
全部
2.3
0.64
0.2
0.15
0.50
0.56
0.05
第二类车
1
RM1305
2.3
0.64
0.2
0.15
0.50
0.56
0.05
2
1305RM1760
4.17
0.80
0.25
0.18
0.65
0.72
0.07
3
1760RM
5.22
0.95
0.29
0.21
0.78
0.86
0.10
欧Ⅳ型式认证和生产一致性排放限值
车辆类别
基准质量(RMkg
限值g/km
CO
HC
NOx
HCNOx
PM
汽油
柴油
汽油机
汽油
柴油
柴油机
柴油
第一类车
_
全部
1.00
0.50
0.10
0.08
0.25
0.30
0.025
第二类车
1
RM1305
1.00
0.50
0.10
0.08
0.25
0.30
0.025
2
1305RM1760
1.81
0.63
0.13
0.10
0.33
0.39
0.04
3
1760RM
2.27
0.74
0.16
0.11
0.39
0.46
0.06

国Ⅲ、国Ⅳ与国Ⅱ排放标准的区别

  国Ⅲ、国Ⅳ排放标准与国Ⅱ排放标准相比除排放限制有所降低外,在很多项目上具有本质的差别。

1、排放限制
  从附表上可看到,国Ⅲ与国Ⅱ相比,排放限值全面降低30%以上。以汽油车HC排放限值为例,由原先国Ⅱ 0.5g/km下降到国Ⅲ 0.2g/km。柴油车CO排放限值由国Ⅱ 1.0g/km下降到国Ⅲ 0.64g/km。国Ⅳ阶段排放限值又在国Ⅲ基础上下降一半。

2、国Ⅲ、国Ⅳ新增加两项试验
  (1)、在Ⅳ型试验中增加-7℃环境温度下冷起动后排气CO和HC排放试验。这项试验是国Ⅲ、国Ⅳ新增加的检测项目,主要是考虑到我国冬天严寒地区汽车实际排放情况,从而也可对低温条件下汽车排放严重超标情况有所监控。
  (2)、增加了OBD(车载诊断系统)测试。这是实施国Ⅲ、国Ⅳ排放标准的核心。OBD是从发动机的运行状况随时监控汽车尾气是否超标,一旦出现排放超标,会马上发出警告。当系统出现故障时,故障灯(MIL)或检查发动机警告灯会亮,同时动力总成控制模块(PCM)将故障信号存入存储器,可在PCM中读出故障码,根据故障码提示,维修人员能迅速确定故障性质和部位,从而可有效控制在用车因废气后处理装置故障或其它原因造成排放超标的情况。OBD必须在车辆使用寿命内识别车辆排放系统劣化程度或失效,还必须在整车出厂前安装,在出厂后不能再安装。由于我国OBD……【点击查看全文】

  欧6标准2014年实行
  汽车排放物是城市空气污染的主要源头。为改善欧洲各个城市的空气质量,欧盟在2005年1月1日刚刚推行了欧4排放标准之后,又制定了更加严格的欧5和欧6排放标准,13日,位于布鲁塞尔的欧洲议会通过了欧5、欧6汽车排放标准。
  据报道, 欧5标准主要针对柴油和汽油轿车及轻型商用卡车,而欧6标准单独针对柴油轿车。欧5和欧6排放标准大幅度提高了对轿车和客车在粉尘颗粒和氮氧化物排放量方面的要求。
  按照欧5排放标准,柴油轿车的颗粒物排放量将减少80%;而实行欧6标准后,柴油轿车的氮氧化物排放量将比目前减少68%。欧5标准要求从2009年9月起,所有在欧洲销售的柴油车必须加装颗粒物过滤器,现有的柴油车可以在2011年1月之前改装完毕。欧6标准将于2014年起实行。
  “严打”SUV
  相对于欧4标准对面包车较为宽松的要求,新的排放标准将逐步收紧对多人客车的要求,尤其是对越野车和7座以上的客车,而近年来流行的SUV(运动型多功能车)将从2012年9月1日起,面临更加严格的排放要求。
  欧盟预测,到2020年,氮氧化物的排放量将比单纯执行“欧5”标准减少24%,由于环境改善而产生的公共卫生效益将比单纯执行“欧5”标准提高60%到90%。欧盟同时强调,汽车制造商必须及时向维修厂商通报新型车的有关数据,以保证新车在出厂后得到必要的保养和维护,保持其环保标准。

Motor.chinaauto.net  专题制作:发动机事业部 边佳  专题策划:中国汽车动态网-发动机事业部