主机厂为了排放到底花了几毛钱?  2017-03-30    
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雾霾跟汽车的关系,是个由来已久的老话题了。自从柴静提出了PM2.5主要罪魁祸首就是汽车尾气,不得不让人大跌眼镜。

早在2013年,北京市环保局相关负责人在接受媒体采访时就曾表示,北京雾霾天气从影响来看,机动车占22.2%,燃煤占16.7%,扬尘占16.3%,工业占15.7%。基于此,过去三年,机动车尾气排放已被认定为PM2.5主要来源。也正是基于这一数据,北京市相继出台了《北京市小客车数量调控暂行规定》(机动车摇号)和《北京市2013—2017年机动车排放污染控制工作方案》等政策,都将限制机动车作为治理大气污染、改善空气质量的重要手段,也成为政策出台的重要依据。连度娘也在“雾霾”词条下,把汽车尾气列在雾霾主要来源的第一位。

柴静大抵也是基于相似的数据得出了结论。然而,这真的是一个确凿的结论么?

跟柴静的说法不同,前央视名嘴崔永元曾在微博里炮轰北京市限车治霾说:“每当环保部一公布说北京的这个雾霾,私家车贡献了多少,我觉得简直就是胡说八道。在我看来,机动车尾气排放对北京市城市雾霾的影响,就相当于一个居民在自己的小区里放了个屁。”事实上,也是在2013年,中科院大气物理研究所研究员张仁健课题组对外公布了一组数据:北京PM2.5有6个重要来源,分别是土壤尘、燃煤、生物质燃烧、汽车尾气与垃圾焚烧、工业污染和二次无机气溶胶,贡献分别为15%、18%、12%、4%、25%和26%。其中,汽车尾气及垃圾焚烧仅占4%这一数字,与此前环保部门公布的数据大相径庭。

我觉得想了解事情,那就必须知道事情的根源。汽车尾气到底是不是雾霾的根源?我们就必须从汽车尾气开始聊。

,汽车排放

汽车通过发动机燃烧燃料后主要污染物为碳氢化合物、氮氧化合物、一氧化碳、二氧化硫、含铅化合物、苯并芘及固体颗粒物等。当然这些污染物不会直接从汽车排气孔直接排出,而是中间会经过一段叫“三元催化器”的这么一个装置。主要把废气转化成二氧化碳,水和氮气。虽然汽油车和柴油车都是要达到相同的目的,把污染物变成可排放无毒的产物。但是柴油车的难度却远远高于汽油车。

我们先看看现在的汽油车的排放控制系统。汽油车基本都是使用三元催化转化器(TWC)和曲轴箱强制通风系统(PCV)。

三元催化转化器

这也是汽油车上最为成熟最为普及的技术。工作原理是:当高温的汽车尾气通过净化装置时,三元催化器中的净化剂将增强CO、碳氢化合物和NOx三种气体的活性,进行一定的氧化-还原化学反应,其中CO在高温下氧化成为二氧化碳气体;碳氢化合物在高温下氧化成水和二氧化碳;NOx还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体,使汽车尾气得以净化。有些车型甚至为了排放还会加装两个三元催化器。比如丰田的GT86(4缸)。

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PCV曲轴箱强制通风

我觉得“曲轴箱(或油底壳)主动通风控制系统”这个名字应该会更加好理解一点。主要作用就是:将曲轴箱内的气体通过PCV阀导入进气歧管,让这些气体再次进入燃烧室燃烧,这样就不会将废气直接排出了。

以上两种都是在汽油车上非常普通的解决方式。相比柴油机来说,柴油机似乎就需要花更多的时间去解决排放的问题。

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前不久在大众的造假门就能很好的诠释这一点。

众所周知,柴油机和汽油机的燃烧方式不同,柴油是压燃,不使用火花塞。如果在柴油机里没有足够的氧气来进行燃烧,就会排放出很多种粘稠物质,比如氮氧化物、没有充分引燃的燃料以及颗粒物。

而这些氮氧化物会在阳光照射下变成臭氧。二氧化氮和臭氧会引发哮喘、呼吸道疾病甚至死亡。

主机厂开始用一种叫做 SCR(selective catalytic reduction, 选择性催化还原) 的技术来进行排放优化。

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它的工作原理是:在一个蜂窝状容器里,清洗系统向柴油废气喷洒尿素液体,在化学反应下,它可以把氮氧化物转化为氮气、氧气、水以及少量的二氧化碳。这个技术可以降低 90%的碳氧化物排放,这样就可以满足排放法规了。简单粗暴!

但是这东西有个缺点:成本高,并且需要加“外挂”一个用来盛放尿素溶液的液罐。所以,一般在中重度柴油机里采用。而轻型机采用的一般都是 EGR+DPF 技术,EGR 的全称是废气再循环技术,DPF 是颗粒捕捉器,后者基本上已经是现在柴油车的标配。

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然而在国内我竟然还在福特全顺上看到使用SCR技术的。相对与竞品车型大通V80真是走了一条吃力不讨好的道路。不过福特毕竟大厂,大厂肯定有大厂自己的想法。所以出于对大厂把控车辆后期成本的问题,我特意去了解了一下这套技术在正常使用环境下到底会比DPF技术差了多少呢?

1.首先SCR技术最大的弱点就是需要消耗尿素,那么要消耗多少呢?从数据来看尿素的消耗基本是柴油的5%,也就是说如果柴油消耗了20升,那么尿素就需要消耗1升。

2.针对这种车型的目标群体来看,大多都是以拉货或者跑长途为主的用户,所以如果1年跑5万公里左右,算百公里油耗10L。推算柴油消耗量就是5000L,尿素消耗量就是250L。如果以每升尿素5元的单价。最后1年将多出1250元的费用。

3.对于多出1250元的费用则是两次保养或者可以多行使2100公里(以现在柴油6.04/L计算)

4.SCR系统运作由于离开不了尿素,如果长时间缺少尿素,那么就会损坏整套SCR系统。这样可能就会多出一笔不必要的维修费

5.相比DPF技术,SCR系统由于要携带尿素,所以SCR得重量要比DPF重,对动力响应性和燃油经济性也是个负担。

综上所述我实在是没有找出这个SCR技术到底有什么比较突出的有点,就感觉是带着一个没有电池的手机出门一样,需要时时刻刻用着充电宝。

反观大通则就聪明了很多。不看其他的,光从DPF这套系统上,就为V80在燃油经济性,后期维护保养以及便利性上和全顺就拉开了好几条马路。

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既然EGR+DPF那么好,势必要解析一下这套系统的优势。

先说EGR所谓EGR(废气再循环),是把发动机燃烧后排出气体中的一部分分离出来,然后重新导入进气系统,二次燃烧。对于柴油机来说,好的地方在于,再循环的废气含氧量少了,二次燃烧就变慢了,富氧燃烧的情况少了也就能降低氮氧化物产生。

但是其缺点在于,富氧燃烧少了,燃烧压力低了,动力就肯定变弱了。

为了平衡这个矛盾,需要一个机制来控制动力和排放的关系。这个机制是 EGR 阀,由它来控制废气循环的量。EGR 全开,废气通过的最多,排放最好,但是动力最差。包括氧传感器在内的一系列传感器,传递信息到 ECU,然后 ECU 控制 EGR 的开关。

而DPF(Diesel Particulate Filter 柴油颗粒过滤器)则是安装在柴油车排气系统中,通过过滤来降低排气中颗粒物(PM)的装置。柴油颗粒过滤器DPF通过表面和内部混合的过滤装置捕捉颗粒,例如扩散沉淀、惯性沉淀或者线性拦截。DPF能够有效地净化排气中70%—90%的颗粒,是净化柴油机颗粒物最有效、最直接的方法之一,已在国际上实现了商品化。

当然EGR+DPF的这套系统也是有相对的局限性的,由于国情问题。其实也就是油品的问题上,当年在油品都比较差的时候,基本国内几家柴油机制造商玉柴、康明斯、潍柴等都达成共识采用了SCR技术。不过现在时过变迁整体技术都在不断提升,相信在不久之后,全国的柴油机将会和国外一样普及EGR+DPF技术。

 

 

来源:Rofer_Garage 汽车之家



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