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田少民:柴油機的減排技術路線

2018-10-30 11:05:43

2018年10月23-25日,2018中國工程機械營銷&后市場大會在杭州隆重啟幕,來自中國工程機械行業的主流制造商、核心代理商、關鍵技術服務商,相關領導、專家、媒體以及流通領域價值鏈各方的代表,相聚本屆盛會。

田少民  成都小松工程機械有限公司總經理


國家制訂了日益嚴格的排放法規,從我們行業來看,不管你是制造還是維修,都必須依法從業。排放限值有兩個途徑,一個是間接的,就是我們搞節能減排?,F在搞混合動力還是有各種各樣的方法,凡是能夠節油,讓發動機功率變小、節約油耗的,都能夠減排。這是一種間接減排的方式,新能源就是走向輕時代。將來是燃料電池,用氫作為我們的潔凈能源,就是現在大家看到的新能源電動汽車,有體驗的人有感覺,啟動快、噪聲小,和汽油發動機、柴油發動機大不一樣。

柴油機減排技術路線

我們調研了一下國外的柴油機,它們減排的技術路線主要有6個:一是缸內燃燒技術。既然是燃燒,就有燃料和空氣,我們就對空氣進行控制,就有進氣控制技術。二是進氣控制技術。柴油機的第一次革命,即機械式的燃油噴射管,這時候才是真正的柴油機開始誕生,這是柴油機的第一次技術革命。柴油機的第二次技術革命,就是我們所介紹的進氣控制技術。最早的增壓器是在二次大戰飛機用的,后來才移植到汽車和工程機械,就是我們要對進燃室的氣體量進行一定的控制。三是電控噴油技術。這不是環保催生的,而是上世紀70年代催生的,減排技術不是孤立的,必須要考慮柴油機的動力性、燃油的經濟性,再結合環保。五是廢氣后處理技術。大家說后處理不是廢氣再循環?你不要聽名字是“廢氣后處理技術”,就認為是廢氣再循環,這是不對的。六是綜合的減排技術。我們就要提前做好技術儲備,這是未雨綢繆,必須現行一部,不是被動等著新技術來。

排放標準的制定

國標制定了排放標準,規定有試驗方法和試驗設備。環保試驗很復雜,把柴油機放在電渦流吹風機上,有一定的試驗標準,要進行八工況、五工況、六工況的穩態試驗,還要進行1200多微秒變化的損態變化,就是以不同的工況來模擬,然后來試驗。

新發動機在我們國家市場流通,就必須得到我們國家的許可行駛認證。我們的國標基本上和歐美標準一致,測試的儀器都是按歐美和我們國家標準規定的。實際上現在國標的標準不是污染度,而是叫波特溫度,國際上認可的,我國有這個儀器。國內生態環境部剛剛制定的政策當中,推的移動便攜式的排放測試儀,測的都是相對體積溶度,那是不行的。生態環保部不要光制定技術政策,還要制定法規。非道路移動機械和卡車不一樣,卡車是道路機械,非道路移動機械比道路機械寬松一些。

缸內燃燒技術

柴油機在燃燒室燃燒有四個階段。這是著火滯后期,我們希望它的時間越短越好;這是初期階段,我們希望它的階段不要太高;然后在主燃期,我們希望柴油燃燒時是一種溫油的形式;最后一個是后燃期,我們希望它迅速斷油。根據這樣的要求出現了很多的措施。為什么要講這一點?如果你不控制燃燒過程,哪怕你是個搞歐五標準的車,又燒機油又冒黑煙,照樣通不過。

現在的噴油器怎么樣?噴油壓力可以達到205兆瓦,相當于一個小轎車壓在手指蓋上這么大的力量。剛才講我們要預噴,預噴噴出來的油只有那么一點點。到了主噴的時候,相當于30個雨滴這時候就要靠電噴來控制。噴出來的流速,在1-2毫秒這么短的時間內,流速可以達到0.33m/ms。噴油器間隙是2微米,就是頭發絲的四分之一,就是這樣的精密程度,把柴油充分微?;?。因為柴油噴進去以后,在燃燒室的中心,有的溶度比較大,燃控比差別是很大的。理論上1克柴油是14.5克空氣,但實際上是做不到的,所以就有不同的燃控比,生成的排放物標準就有很大的差別。

煙霧溶度就是PM,這就是氧氮化合物。燃油比例大,就會冒黑煙,空氣雖然進的多,就會生成氧氮化合物,它是矛盾的。生成氧氮化合物的條件是什么?是高溫,富養,所以我們后面才會有柴油機廢氣再循環。廢氣再循環不是降低汽油機的溫度,主要是降低它的氧溶度。

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