SCR技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)?
與國(guó)四排放標(biāo)準(zhǔn)相比，國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氮氧化合物排放的限值降低了25%-28%，顆粒物的排放限值嚴(yán)格了82%。
在節(jié)能減排成為大趨勢(shì)的前提下，除了發(fā)展新能源汽車，由汽油轉(zhuǎn)向柴油的趨勢(shì)也較為明顯，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)比汽油發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)油30%，二氧化碳排放量低30%-45%，因此柴油機(jī)的發(fā)展已成為汽車行業(yè)的重要發(fā)展方向。
不過，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排放也面臨難點(diǎn)：尾氣排放中的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)排氣筒排出的顆粒物、氮氧化物等排放對(duì)大氣環(huán)境的污染仍較嚴(yán)重，是否有辦法讓其排放達(dá)到最低并符合環(huán)保及國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)甚至更高標(biāo)準(zhǔn)的要求?
答案是肯定有的。在近乎苛刻的國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)面前，必須綜合使用排氣后處理技術(shù)來控制排放。目前，實(shí)現(xiàn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)有兩種途徑：
一是SCR技術(shù)，通過優(yōu)化噴油和燃燒過程，控制顆粒的產(chǎn)生，使燃燒溫度升高，從而增加NOx，再添加尿素來還原NOx來實(shí)現(xiàn)。
二是EGR+DPF技術(shù)，其實(shí)際上是廢氣再循環(huán)的過程，通過抑制NOx的產(chǎn)生，使燃燒的溫度降低，通過DOC(柴油氧化催化劑)或者DOC+DPF(顆粒捕捉器)將TPM(總顆粒物)降低到排放標(biāo)準(zhǔn)以下。
這兩種途徑到底有什么區(qū)別?
SCR和DPF實(shí)際上是目前最主要的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排氣后處理的兩種技術(shù)路線，二者各有特點(diǎn)和優(yōu)劣。
在性能方面，就DPF而言，廢氣經(jīng)由DPF系統(tǒng)，導(dǎo)致排氣背壓增加，動(dòng)力損失嚴(yán)重。而SCR系統(tǒng)因排氣背壓小，動(dòng)力輸出強(qiáng)勁。例如，DPF系統(tǒng)需補(bǔ)償EGR造成的功率損失來達(dá)到國(guó)五排放，更需兩級(jí)增壓，SCR因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，達(dá)到國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)三的增壓系統(tǒng)保持相同即可。
在可靠性方面，DPF系統(tǒng)的廢氣再循環(huán)過程中，廢氣溫度高，催化劑燒蝕，額外噴油促成二次再生，易造成顆粒堵塞引發(fā)安全隱患;由于要補(bǔ)償EGR系統(tǒng)的壓力損失，因此增壓器一直處于高負(fù)荷工作，易損壞;同時(shí)由于廢氣溫度高，冷卻系統(tǒng)可靠性也會(huì)降低。反觀SCR系統(tǒng)，由于不存在DPF堵塞、渦輪增壓高負(fù)荷工作、冷卻系統(tǒng)加大等問題，因此可靠性相對(duì)更好。
在使用成本方面，有評(píng)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，DPF油耗相比SCR系統(tǒng)高10%，是因排氣背壓高、動(dòng)力損失等綜合導(dǎo)致;DPF一旦發(fā)生管路堵塞，必須更換DPF總成，費(fèi)用昂貴;DPF潤(rùn)滑油標(biāo)號(hào)要求CI-4級(jí)，相對(duì)于SCR需要的CF-4級(jí)潤(rùn)滑油，費(fèi)用更高。
事實(shí)上，SCR系統(tǒng)的工作原理是將還原劑噴入排氣管，排氣中的氮氧化合物在催化劑的作用下與還原劑反應(yīng)后被還原成氨氣和水。SCR系統(tǒng)目前采用的還原劑是車用尿素，但車用尿素是消耗品，必須定期添加，所以用車成本會(huì)提高。但實(shí)際上SCR需要添加的車用尿素水溶液消耗量?jī)H為1:20，且購(gòu)買便利。
以東風(fēng)御風(fēng)國(guó)五車型為例，其尿素罐可容納10kg，油箱容積80L，每添加一次，對(duì)應(yīng)2.5箱柴油，相當(dāng)于0.016元/km，只需2500km添加一次車用尿素。
SCR技術(shù)+車用尿素成為國(guó)五主流
不過，SCR技術(shù)在國(guó)四排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施階段已近趨于成熟，升級(jí)國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)只需要調(diào)整一下技術(shù)參數(shù)，發(fā)動(dòng)機(jī)不用再次技改，開發(fā)成本相對(duì)要低，這將大大降低整車廠的升級(jí)成本和周期。若采用 EGR+DOC+DPF 技術(shù)，則需要重新設(shè)計(jì)主機(jī)，再次進(jìn)行的復(fù)雜標(biāo)定過程工作量龐大。
無疑，在目前國(guó)內(nèi)國(guó)三和國(guó)四主機(jī)技術(shù)仍不算很成熟的背景下，SCR技術(shù)的優(yōu)勢(shì)十分明顯，市場(chǎng)認(rèn)可度相對(duì)較高，所以SCR目前仍然是滿足國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)的主流技術(shù)。
從國(guó)外的實(shí)際情況來看，歐洲大部分國(guó)家選擇SCR作為主流的技術(shù)路線，在美國(guó)則主要選擇EGR+DOC+DPF技術(shù)路線，這是歐洲出于成本因素的考慮，歐洲的燃油價(jià)格相對(duì)較高，SCR技術(shù)較好的燃油經(jīng)濟(jì)性使該技術(shù)成為歐洲的首選。
目前，國(guó)內(nèi)各個(gè)廠家都在備戰(zhàn)國(guó)五排放時(shí)代的到來，并將先后推出自己的國(guó)五產(chǎn)品，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，今年即將上市的國(guó)五產(chǎn)品的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，大多采用的是SCR技術(shù)。這就意味著實(shí)行國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)后，大家更多還會(huì)使用車用尿素
