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柴油发动机SCR技术“后来者居上”
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文章来源:立帜汽车制造网 更新时间:2008-9-5
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柴油发动机SCR技术“后来者居上”

  面对即将到来的EPA 2010(美国重型柴油发动机排放法规,相当于欧Ⅵ),对排放后处理技术作出选择是迟早的事情。究竟是用冷却式废气再循环(EGR)?还是用选择性催化还原(SCR)?除了那些只为某个特定卡车品牌供货的企业不用犯愁(卡车企业已经替它们做好了选择),对其他发动机厂商而言都将是个艰难的决定。

 

  抉择:EGR 初期受到欢迎

 

  除了卡特彼勒,几乎所有发动机厂商都采取了EGR 技术。然而到了2007 年,就连卡特彼勒也在它的ACERT 发动机上用到了EGR。为了达到EPA2007(相当于欧Ⅴ),EGR 发动机还配装了颗粒物捕集器(DPF),这一路线,在美国颇受欢迎。

 

  而欧洲大多数发动机厂家则采用SCR 多年(曼和斯堪尼亚两种都用,但是偏重于EGR)。其主要优点是:SCR 发动机的燃料利用率提高了3% 左右(与EGR 发动机相比)。欧盟的经验证明了这一点。据了解,尿素的价格比柴油便宜一半多,不过近期两者的价格都在飞涨。具有讽刺意味的是,使用SCR 的卡车发动机企业也会采用EGR 技术,包括使用颗粒物捕集器。

 

  现实:SCR、EGR 分为两派

 

  事实上,围绕这两种技术路线,卡车市场已经分成两派了。“SCR 派”有马克、沃尔沃、底特律柴油发动机,以及达夫(达夫为帕卡子公司,其新推出的发动机将于2010 年上市);“EGR 派”则有康明斯、万国以及曼公司(后两者共同开发了重型柴油机MaxxForce)。EGR 派表示,将在高速公路卡车上继续使用EGR 加DPF,甚至无须加装后处理装置,通过机内净化尤其是高压燃油喷施技术就可以达到EPA 排放法规的要求。

 

  对于如何达到EPA2010,卡特彼勒公司则没有表态,因为它们将于2009 年底退出高速公路卡车发动机市场。

 

  戴姆勒卡车公司北美区总裁、CEO Chris Patterson则是SCR 派。Patterson 说:“从2010 年起,我们将在底特律柴油发动机上采用戴姆勒的Blue Tec 技术 。该技术是……达到EPA2010 对氮氧化物要求的惟一方式,同时,它能降低燃油消耗。”

 

  戴姆勒卡车北美公司副总裁 Mike Delaney 也表示:“Blue Tec 系统使用SCR 技术,就是为了将燃油效率提高3 ~ 5 个百分点。”据了解,Blue Tec 已经在成千上万辆奔驰卡车上使用了。

 

  康明斯的EGR 与SCR“双管齐下”可谓是独树一帜。康明斯公司副总裁及重型发动机首席执行官Steve Charlton 说,康明斯满足EPA2010 的发动机不会有太多的变动,其EGR 系统不会更复杂,在动力、扭矩、燃油经济性和维护周期等方面都将和现在一样。

 

  除了使用EGR 之外,它的中型柴油发动机还将使用SCR 来满足EPA2010。因为早在2006 年,康明斯在欧洲正是采用了这一技术来达到欧Ⅳ。当被问及为什么要同时使用EGR 和SCR 两种技术时,康明斯只回答说,这将为实际应用提供“正确的解决方案”。

 

  聚焦:双方分歧何在?

 

  EGR 和SCR 的分歧到底在哪里?

 

  争议源于今年早些时候,万国卡车和发动机公司总裁Dee Kapur 对SCR 做了一些非常负面的评论。Kapur 曾说:“我们不喜欢这东西。”他指的是补充尿素所需建设的一些基础设施。他还提道,天冷的时候尿素会凝固,而且有毒。从那时起,戴姆勒卡车北美公司及其下属的底特律柴油机就一直致力于“驱散那些强加于SCR 之上的错误观念”。

 

  SCR 核心的难题在于尿素的配送问题。因为车上所带的尿素罐(20 加仑),可能无法提供过5000 ~ 6000 英里行驶所需的尿素。也就是说,必须在日常运输的间歇对尿素进行补充,而目前还没有形成这样的配送体系。不过戴姆勒卡车北美公司副总裁Delaney 对此却并不担心。“现在北美地区已经在大力进行尿素加注站的基础设施建设,所以我们对此毫不担心。”他说,“现在已经建成了大约800个这样的加注点,这已经足够开始使用了,还会有更多的站点建立起来。不妨这么说吧,在5000 英里的范围内,你想找不到都难。”底特律柴油机公司的市场总监Dave Siler 曾多次表示,他们会先用1000 加仑容积的“迷你”加注器来销售尿素。

 

  至于尿素在低温下会失效的问题,底特律柴油机公司 EPA2010 项目组负责人Rakesh Aneja 表示,这不是问题。尿素在零下11 摄氏度(12 华氏度)下的确会凝固,但它加热和解冻都很快。他说,事实上,把一台冷却的发动机发动起来并让它正常运行并不是什么难事。

 

  尿素是否有毒?答案是否定的。对此,Aneja 解释道:尿素中实际上含有2/3 的水。即便它在后处理系统中发生化学反应而产生少量氨气,这部分氨气也只会留在原处。

 

  之前环保部门对SCR 还有一个担心:如果尿素罐干了怎么办?这个问题也得到了解决:在运行中,当尿素罐里的尿素量下降到总量的1/4 时(即能够行驶约1500 英里的时候),底特律发动机就会向司机发出警报。如果尿素用完了,发动机将减速运行,一旦这期间发动机停止运转,就不能再次启动。

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