國內(nèi)電控柴油機技術(shù)發(fā)展概況

國三電控柴油機技術(shù)特點國三柴油機的基本概念1知識目標(biāo)為何推廣使用電控柴油機2國三柴油機的基本概念01電控高壓共軌系統(tǒng)優(yōu)缺點分析2國三柴油機的基本概念11、國三柴油機的概念柴油機各相關(guān)系統(tǒng)通過改進(jìn)提升，使其排放達(dá)到國家排放法規(guī)中規(guī)定的國三排放指標(biāo)的柴油機。對封裝要求低2、我國排放法規(guī)的實施

實施時間2000年2002年2008年2010年2012年排放標(biāo)準(zhǔn)國一國二國三國四國五國家環(huán)?？偩謪⒄諝W洲排放標(biāo)準(zhǔn)，下發(fā)了《車用壓燃式、氣體燃料點燃式發(fā)動機與汽車排氣污染物排放限值及測量方法（中國Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ階段）》（GB179691-2005）。我國發(fā)動機尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)實施時間表1、國三柴油機的概念柴油機各相關(guān)系統(tǒng)通改進(jìn)提升，使其排放達(dá)到國家排放法規(guī)中規(guī)定的國三排放指標(biāo)的柴油機。對封裝要求低2、我國排放法規(guī)的實施

實施時間2000年2002年2008年2010年2012年排放標(biāo)準(zhǔn)國一國二國三國四國五國家環(huán)保總局參照歐洲排放標(biāo)準(zhǔn)，下發(fā)了《車用壓燃式、氣體燃料點燃式發(fā)動機與汽車排氣污染物排放限值及測量方法（中國Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ階段）》（GB179691-2005）。我國發(fā)動機尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)實施時間表歐洲重型車用柴油機的排放限值排放法規(guī)CO(g/kW.h)HC(g/kW.h)NOx(g/kW.h)PM(g/kW.h)煙度執(zhí)行時間歐Ⅰ4.51.18.00.361993.10歐Ⅱ4.01.17.00.151998.10歐Ⅲ2.10.665.00.100.82000.10歐Ⅳ1.50.463.50.020.52005.10歐Ⅴ1.50.462.00.020.52008.10歐Ⅵ1.360.022012對封裝要求低歐洲重型車用柴油機的排放限值排放法規(guī)CO(g/kW.h)HC(g/kW.h)NOx(g/kW.h)PM(g/kW.h)煙度執(zhí)行時間歐Ⅰ4.51.18.00.361993.10歐Ⅱ4.01.17.00.151998.10歐Ⅲ2.10.665.00.100.82000.10歐Ⅳ1.50.463.50.020.52005.10歐Ⅴ1.50.462.00.020.52008.10歐Ⅵ1.360.022012為何推廣采用國三柴油機2A：主要目的是減輕大氣污染程度，改善人類的生態(tài)環(huán)境。柴油機各相關(guān)系統(tǒng)通改進(jìn)提升，使其排放達(dá)到國家排放法規(guī)中規(guī)定的國三排放指標(biāo)的柴油機。A：主要目的是減輕大氣污染程度，改善人類的生態(tài)環(huán)境。柴油機各相關(guān)系統(tǒng)通改進(jìn)提升，使其排放達(dá)到國家排放法規(guī)中規(guī)定的國三排放指標(biāo)的柴油機。對封裝要求低B：大氣污染的發(fā)展階段A：主要目的是減輕大氣污染程度，改善人類的生態(tài)環(huán)境。B：大氣污染的發(fā)展階段隨著工業(yè)的發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)的變化，煤、石油、天然氣等燃料燃燒生成的廢氣量越來越多，大氣污染相繼經(jīng)歷了煤煙型煙霧、二氧化硫、光化學(xué)煙霧三個階段。最初是煤燃燒產(chǎn)生的煤煙污染石油衍生物如柴油、汽油的大量使用，大氣污染進(jìn)一步加劇，石油中90%以上的硫燃燒后生成SO2，SO2吸入肺中可導(dǎo)致支氣管哮喘，濃度過高形成酸雨，腐蝕建筑物、危害地球上的生物。從上世紀(jì)60年代起，世界汽車保有量劇增，大氣污染進(jìn)入了“光化學(xué)煙霧”時期，HC和NOx等排放物，在陽光的作用下，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧、醛、酮、酸、過氧乙酰硝酸鹽（PAN）等二次污染物，嚴(yán)重危害人類的生態(tài)環(huán)境。隨著工業(yè)的發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)的變化，煤、石油、天然氣等燃料燃燒生成的廢氣量越來越多，大氣污染相繼經(jīng)歷了煤煙型煙霧、二氧化硫、光化學(xué)煙霧三個階段。隨著工業(yè)的發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)的變化，煤、石油、天然氣等燃料燃燒生成的廢氣量越來越多，大氣污染相繼經(jīng)歷了煤煙型煙霧、二氧化硫、光化學(xué)煙霧三個階段。A：主要目的是減輕大氣污染程度，改善人類的生態(tài)環(huán)境。柴油機各相關(guān)系統(tǒng)通改進(jìn)提升，使其排放達(dá)到國家排放法規(guī)中規(guī)定的國三排放指標(biāo)的柴油機。對封裝要求低B：大氣污染的發(fā)展階段最初是煤燃燒產(chǎn)生的煤煙污染石油衍生物如柴油、汽油的大量使用，大氣污染進(jìn)一步加劇，石油中90%以上的硫燃燒后生成SO2，SO2吸入肺中可導(dǎo)致支氣管哮喘，濃度過高形成酸雨，腐蝕建筑物、危害地球上的生物。煤石油天然氣最初是煤燃燒產(chǎn)生的煤煙污染石油衍生物如柴油、汽油的大量使用，大氣污染進(jìn)一步加劇，石油中90%以上的硫燃燒后生成SO2，SO2吸入肺中可導(dǎo)致支氣管哮喘，濃度過高形成酸雨，腐蝕建筑物、危害地球上的生物。對封裝要求低A：主要目的是減輕大氣污染程度，改善人類的生態(tài)環(huán)境。B：大氣污染的發(fā)展階段隨著工業(yè)的發(fā)展和能源結(jié)構(gòu)的變化，煤、石油、天然氣等燃料燃燒生成的廢氣量越來越多，大氣污染相繼經(jīng)歷了煤煙型煙霧、二氧化硫、光化學(xué)煙霧三個階段。最初是煤燃燒產(chǎn)生的煤煙污染石油衍生物如柴油、汽油的大量使用，大氣污染進(jìn)一步加劇，石油中90%以上的硫燃燒后生成SO2，SO2吸入肺中可導(dǎo)致支氣管哮喘，濃度過高形成酸雨，腐蝕建筑物、危害地球上的生物。從上世紀(jì)60年代起，世界汽車保有量劇增，大氣污染進(jìn)入了“光化學(xué)煙霧”時期，HC和NOx等排放物，在陽光的作用下，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧、醛、酮、酸、過氧乙酰硝酸鹽（PAN）等二次污染物，嚴(yán)重危害人類的生態(tài)環(huán)境。從上世紀(jì)60年代起，世界汽車保有量劇增，大氣污染進(jìn)入了“光化學(xué)煙霧”時期，HC和NOx等排放物，在陽光的作用下，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧、醛、酮、酸、過氧乙酰硝酸鹽（PAN）等二次污染物，嚴(yán)重危害人類的生態(tài)環(huán)境。柴油汽油最初是煤燃燒產(chǎn)生的煤煙污染石油衍生物如柴油、汽油的大量使用，大氣污染進(jìn)一步加劇，石油中90%以上的硫燃燒后生成SO2，SO2吸入肺中可導(dǎo)致支氣管哮喘，濃度過高形成酸雨，腐蝕建筑物、危害地球上的生物。對封裝要求低從上世紀(jì)60年代起，世界汽車保有量劇增，大氣污染進(jìn)入了“光化學(xué)煙霧”時期，HC和NOx等排放物，在陽光的作用下，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧、醛、酮、酸、過氧乙酰硝酸鹽（PAN）等二次污染物，嚴(yán)重危害人類的生態(tài)環(huán)境。柴油汽油臭氧醛酮酸過氧乙酰硝酸鹽電控高壓共軌系統(tǒng)優(yōu)缺點分析3從國一到國二，機械泵就可以滿足要求，從國二到國三，機械泵已不能滿足要求。

不同的廠家采用了不同的技術(shù)路線。濰柴國三柴油機采用博世公司電控高壓共軌系統(tǒng)。

主要的競爭對手采用的是單體泵系統(tǒng)或非常規(guī)路線機械泵＋EGR閥。A從國一到國二，機械泵就可以滿足要求，從國二到國三，機械泵已不能滿足要求。

不同的廠家采用了不同的技術(shù)路線。濰柴國三柴油機采用博世公司電控高壓共軌系統(tǒng)。

主要的競爭對手采用的是單體泵系統(tǒng)或非常規(guī)路線機械泵＋EGR閥。對封裝要求低AB柴油機噴油技術(shù)的發(fā)展使電控噴油成為可能。柴油機噴油技術(shù)經(jīng)歷了傳統(tǒng)的純機械操縱式噴油和現(xiàn)代的電控操縱式噴油階段；現(xiàn)代電控噴油技術(shù)的崛起，歸功于計算機技術(shù)和傳感檢測技術(shù)的迅猛發(fā)展；電控噴油技術(shù)已從初期的位置控制型發(fā)展到時間控制型；現(xiàn)代電控噴油技術(shù)實現(xiàn)的手段主要有電控泵噴嘴、電控單體泵以及電控共軌系統(tǒng)。從國一到國二，機械泵就可以滿足要求，從國二到國三，機械泵已不能滿足要求。

不同的廠家采用了不同的技術(shù)路線。濰柴國三柴油機采用博世公司電控高壓共軌系統(tǒng)。

主要的競爭對手采用的是單體泵系統(tǒng)或非常規(guī)路線機械泵＋EGR閥。對封裝要求低AB柴油機噴油技術(shù)的發(fā)展使電控噴油成為可能。柴油機噴油技術(shù)經(jīng)歷了傳統(tǒng)的純機械操縱式噴油和現(xiàn)代的電控操縱式噴油階段；現(xiàn)代電控噴油技術(shù)的崛起，歸功于計算機技術(shù)和傳感檢測技術(shù)的迅猛發(fā)展；電控噴油技術(shù)已從初期的位置控制型發(fā)展到時間控制型；現(xiàn)代電控噴油技術(shù)實現(xiàn)的手段主要有電控泵噴嘴、電控單體泵以及電控共軌系統(tǒng)。C：國家發(fā)改委推薦的典型技術(shù)路線三大系統(tǒng)：電控泵噴嘴、電控單體泵、電控高壓共軌系統(tǒng)噴射壓力〉1400bar對封裝要求低泵噴嘴單體泵共軌系統(tǒng)國四、國五與國三的區(qū)別國四國五不同的技術(shù)方案1知識目標(biāo)國四與國三的區(qū)別2國五與國三的區(qū)別3國四國五不同的技術(shù)方案1Nox氮氧化合物(g/kWh)PM微粒(g/kWh)為滿足國四排放法規(guī)所采用的技術(shù)，技術(shù)方案主要有兩種：廢氣再循環(huán)（EGR）為基礎(chǔ)，在后處理部分對微粒進(jìn)行催化氧化（EGR+POC）或微粒捕捉（EGR+DPF），同時通過催化器進(jìn)一步降低氮氧化物；通過調(diào)整噴油和燃燒，盡量在機內(nèi)控制微粒的產(chǎn)生，并在后處理過程中，采用尿素水溶液對氮氧化物進(jìn)行選擇性還原的SCR技術(shù)。催化氧化微粒捕捉SCR技術(shù)國四與國三的區(qū)別2增加了降NOx的系統(tǒng)：排放監(jiān)測限值不同，車輛更加環(huán)保：ESC：一種發(fā)動機穩(wěn)態(tài)（轉(zhuǎn)速扭矩恒定）試驗循環(huán)，13工況點實驗階段表1中國重型車用柴油機ESC實驗限值，單位：g/(kW·h)ETC：一種發(fā)動機瞬態(tài)（模擬整車實際的工況）試驗循環(huán)實驗階段對燃油的要求不同：實施階段油品中S含量備注：PPM是濃度的單位,表示百萬分之一,1000uL/L=1000ppm.例如北京DB11-238車用汽油規(guī)定硫含量不大于0.0050%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）1ppm=0.0001%（質(zhì)量分?jǐn)?shù))=1㎎/㎏百萬分之一0.0050%國五與國三的區(qū)別3排放控制和監(jiān)測部件，使排放的控制和監(jiān)測更加準(zhǔn)確（OBD)控制系統(tǒng)環(huán)境溫度傳感器尿素泵NOx監(jiān)測系統(tǒng)排溫傳感器尿素噴嘴尿素噴射系統(tǒng)尿素液位溫度傳感器尿素加熱繼電器加熱系統(tǒng)尿素液位溫度傳感器尿素加熱繼電器加熱系統(tǒng)NOx傳感器SCR催化箱和尿素箱（部件）MIL燈（OBD燈）國六柴油機電控單元發(fā)展趨勢國六柴油機主要排放物1知識目標(biāo)排放物產(chǎn)生的原因2主要技術(shù)路線3國六柴油機主要排放物1所謂國六發(fā)動機就是滿足國家第六階段排放法規(guī)的發(fā)動機。國六柴油機排放技術(shù)主要處理對象是氮氧化物和微粒。氮氧化物：在內(nèi)燃機排放的氮氧化物中占壓倒性多數(shù)的是一氧化氮，其主要來源是參與燃燒的空氣中的氮，而汽油和輕柴油本身含氮很少，不足以產(chǎn)生顯著的氮氧化物排放，只有重質(zhì)燃油可能含有千分之幾的氮，可能從排期中有一部分所謂的“燃油氮氧化物”。氮氧化物其中有一氧化氮和二氧化氮兩種成分，一氧化氮是無色氣體，本身毒性不大，但在空氣中緩慢氧化成二氧化氮，二氧化氮是褐色氣體具有強烈的刺激味，被吸入人體后與水結(jié)合成硝酸，引起咳嗽、氣喘甚至肺氣腫和心急損傷。氮氧化物是在地面附近形成含有有毒臭氧的光化學(xué)煙霧的主要因素之一。國家第六階段排放法規(guī)氮氧化物和微粒一氧化氮咳嗽、氣喘甚至肺氣腫和心急損傷二氧化氮微粒：對于柴油機而言，排放中最重要的就是微粒了，這也就是為什么有的城市要求加裝DPF（微粒捕集器）的原因。柴油機排放的微粒，主要成分是碳，其粒度一般小于0.3um，可長期懸浮在空氣中而不沉降，會深入人肺深部造成機械性超負(fù)荷，碳粒上還吸附有硫酸鹽及多種有機物質(zhì)，有不同程度的誘變和致癌作用。（微粒捕集器）碳機械性超負(fù)荷排放物產(chǎn)生的原因2在發(fā)動機缸內(nèi)，燃燒溫度和壓力都很高；氮氣分解后生成的活性氮原子與空氣中氧氣結(jié)合生成氮氧化物，但是氧氣大部分被燃油燃燒掉了，所以生成的大部分污染物是一氧化氮，進(jìn)而在大氣中慢慢氧化生成二氧化氮。一氧化氮二氧化氮控制氮氧化物的含量，主要控制氣缸內(nèi)的壓力和溫度。微粒的產(chǎn)生的主要原因是可燃混合氣不均勻，燃燒不充分所引起的。微粒的產(chǎn)生與于柴油機的壓燃和噴油方式有很大的關(guān)系壓力和溫度可燃混合氣不均勻壓燃和噴油方式主要技術(shù)路線3在國六階段，單一的技術(shù)已經(jīng)很難滿足法規(guī)，所以就出現(xiàn)了技術(shù)路線。各個裝置代表的含義EGR（廢氣再循環(huán)）：正如前文所述，主要是為了降低缸內(nèi)的燃燒溫度，實現(xiàn)降低氮氧化物，廢氣再循環(huán)的加入會使發(fā)動機的動力性降低，所以有的廠家就不采用廢氣再循環(huán)或者減少廢氣再循環(huán)率；DOC（氧化催化轉(zhuǎn)化器）：在國四階段的DOC是為了實現(xiàn)微粒催化轉(zhuǎn)化，現(xiàn)階段的DOC是為了實現(xiàn)一氧化碳和碳?xì)浠衔锏难趸幚?；廢氣再循環(huán)氧化處理DPF（微粒捕集器）：將尾氣中的未氧化的微粒捕集到捕集器中，在這其中有主動再生和被動再生；主動再生是指在通過外在提供能量是DPF內(nèi)部溫度達(dá)到顆粒物氧化燃燒所需的溫度而實現(xiàn)的再生；而被動再生主要是指在過濾體表面涂覆催化劑或在燃油中添加催化劑，以降低碳煙所需的氧化反應(yīng)溫度。與主動再生相比，被動再生需要的溫度較低，可以實現(xiàn)DPF的連續(xù)再生，而主動再生需要的溫度較高，故需要額外的升溫措施或利用催化劑來降低碳煙的燃燒溫度。主動再生被動再生DPF的連續(xù)再生催化劑SCR（選擇性催化還原系統(tǒng)）:考慮到氨的腐蝕性、毒性和強刺激性，目前最流行的SCR還原劑是尿素，在尾氣后處理器中噴射尿素，發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將氮氧化物還原為氮氣，進(jìn)而實現(xiàn)對氮氧化物的處理。ASC(氨氧化催化