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環(huán)境污染是目前世界各國(guó)面臨的共同問(wèn)題。作為重要的污染源之一，機(jī)動(dòng)車的尾氣排放備受關(guān)注，減少機(jī)動(dòng)車尾氣排放是業(yè)界共同的責(zé)任。面臨日趨嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題，世界各國(guó)都制定了嚴(yán)格的排放法規(guī)及實(shí)施時(shí)間表。與此同時(shí)，我國(guó)的排放標(biāo)準(zhǔn)也在不斷升級(jí)。2016年1月14日，環(huán)保部和工信部聯(lián)合宣布從2016年4月1日起至2018年1月1日將分階段在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)施國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)。目前，北京和上海等城市已率先實(shí)施國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)。
所謂“國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)”，即“國(guó)家第五階段機(jī)動(dòng)車污染物排放標(biāo)準(zhǔn)”。與國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)相比，國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)保指標(biāo)進(jìn)一步加嚴(yán)，其中含硫量從50ppm降至10ppm。我國(guó)實(shí)施的國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)，相當(dāng)于歐盟于2009年起開始執(zhí)行的歐Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)氮氧化合物（NOx）、碳?xì)浠衔铮℉C）、一氧化碳（CO）和懸浮粒子等機(jī)動(dòng)車排放物的限制更為嚴(yán)苛。
有數(shù)據(jù)顯示，與國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)相比，采用國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)的輕型車NOx排放可降低25%，重型車NOx排放可降低43%。升級(jí)到國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于汽油車來(lái)說(shuō)，提高了對(duì)NOx排放的要求，還新增了對(duì)缸內(nèi)直噴的汽油車顆粒物濃度的檢測(cè)。對(duì)于柴油車來(lái)說(shuō)，多方面的指標(biāo)均有較大幅度提升，其中顆粒物濃度更是嚴(yán)格了82%，國(guó)Ⅴ此次提升的目標(biāo)更多的是柴油車。
SCR與EGR兩大技術(shù)路線之爭(zhēng)
為了滿足不斷提高的汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，整車制造商和零部件供應(yīng)商都在不斷地進(jìn)行技術(shù)研發(fā)，諸多新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，如EGR（廢氣再循環(huán)）、SCR（選擇性催化還原技術(shù)）、DPF（柴油顆粒過(guò)濾）、DOC（柴油氧化催化器）和POC（顆粒氧化催化轉(zhuǎn)化器），以及多種技術(shù)組合。
經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐，最終形成了以SCR和EGR兩大占據(jù)主導(dǎo)地位的技術(shù)路線。其中，SCR技術(shù)通過(guò)機(jī)內(nèi)凈化降低顆粒物（PM）排放，采用在尾氣中噴入尿素溶液，使其發(fā)生催化還原反應(yīng)，將有害的NOx轉(zhuǎn)化成無(wú)害的氮?dú)夂退６鳨GR系統(tǒng)則是通過(guò)EGR將NOx排放降低到標(biāo)準(zhǔn)要求以下，通過(guò)DOC或者DOC+DPF將TPM（總顆粒物）降低到排放標(biāo)準(zhǔn)以下。EGR系統(tǒng)有多種組合形式，主要有EGR+DOC、EGR+DOC+DPF和EGR+DOC+POC等。
SCR系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于無(wú)需對(duì)機(jī)體進(jìn)行改動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)排放標(biāo)準(zhǔn)升級(jí)；發(fā)動(dòng)機(jī)耐久性好；燃油經(jīng)濟(jì)性好；對(duì)燃油和機(jī)油品質(zhì)要求低；無(wú)催化器堵塞風(fēng)險(xiǎn)；技術(shù)升級(jí)連續(xù)性較好；維護(hù)費(fèi)用低等。其劣勢(shì)在于初始成本高；質(zhì)量較大，單車損失有效載荷在400kg左右；對(duì)封裝要求較高；有低溫失效問(wèn)題，尿素在-11℃會(huì)凝固，在黃河以北地區(qū)使用，需加裝解凍裝置，進(jìn)一步增加了成本和損失了有效載荷；最主要的問(wèn)題是隨車攜帶的尿素一般可使用5000～10000公里，需及時(shí)補(bǔ)充，面臨尿素的供應(yīng)和配給問(wèn)題。
而對(duì)于EGR+DPF系統(tǒng)而言，其優(yōu)勢(shì)在于初始成本低，對(duì)封裝要求低。而其劣勢(shì)也異常明顯，首先是其可靠性差，比如，由于廢氣溫度高，催化劑燒蝕，額外噴油促成二次再生，導(dǎo)致催化劑“中毒”，DPF管路易發(fā)生堵塞，同時(shí)，廢氣溫度高使得冷卻系統(tǒng)的可靠性降低，造成冷卻系統(tǒng)易損等。其次，從使用成本上，與SCR系統(tǒng)相比，其油耗要高10%左右，而且，DPF更換費(fèi)用高（約8000元），一旦發(fā)生管路堵塞，必須更換DPF總成，費(fèi)用昂貴。再有，EGR+DPF對(duì)超低硫含量的燃油及高品質(zhì)潤(rùn)滑油的依賴性很強(qiáng)。
相比較而言，SCR尾氣后處理控制技術(shù)是目前世界各國(guó)特別是歐盟各國(guó)普遍采用的控制柴油車尾氣排放的一項(xiàng)成熟技術(shù)。
不同地區(qū)的應(yīng)用實(shí)踐
從國(guó)外的實(shí)際情況來(lái)看，在歐洲，隨著排放法規(guī)的逐漸趨嚴(yán)，從實(shí)施歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)開始，大部分廠商出于成本因素，在采用低硫（甚至無(wú)硫）燃油時(shí)，SCR技術(shù)由于其較好的燃油經(jīng)濟(jì)性而得到蓬勃發(fā)展，尤其是在中重型柴油機(jī)市場(chǎng)，SCR技術(shù)成為滿足歐Ⅳ、歐Ⅴ法規(guī)的主流技術(shù)方案。輕型車和公交車則選用EGR+DOC+DPF。
而在美國(guó)，主要采用EGR+DOC+DPF技術(shù)路線來(lái)滿足US2007排放法規(guī)。其原因在于，美國(guó)的燃油價(jià)格比較低，尿素供應(yīng)系統(tǒng)及其相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)尚未健全；同時(shí)，US2007HDD標(biāo)準(zhǔn)提出了新車24萬(wàn)公里無(wú)維修的要求，這也在一定程度上阻止了SCR技術(shù)在美國(guó)的應(yīng)用，因?yàn)槭褂肧CR技術(shù)約每5000～10000公里就要添加一次尿素。不過(guò)，2006年美國(guó)EPA發(fā)布了認(rèn)證SCR技術(shù)的輕型和重型柴油車申請(qǐng)排放證書程序，表明美國(guó)也開始使用SCR技術(shù)。對(duì)于要求更高的歐Ⅵ以及美國(guó)EPA2010排放標(biāo)準(zhǔn)，單純依靠SCR或者EGR+DOC+DPF技術(shù)都很難達(dá)到要求，必須把兩者相結(jié)合才能滿足要求。
在亞太地區(qū)，由于排放測(cè)試循環(huán)的定義有所不同，在日本，從JP05法規(guī)開始，柴油機(jī)首先采用的是DPF方案；不過(guò)隨著法規(guī)更加嚴(yán)格，從JP09法規(guī)開始，其排放解決方案中需要加入SCR系統(tǒng)。印度已于2010年4月在11個(gè)大城市實(shí)施了相當(dāng)于歐Ⅳ的排放法規(guī)，目前在印度，SCR技術(shù)已是中重型柴油機(jī)排放解決方案的主流技術(shù)。
而在中國(guó)等新興市場(chǎng)，SCR技術(shù)的應(yīng)用大行其道，一方面是因?yàn)镾CR技術(shù)在減少排放的同時(shí)可以節(jié)省燃油；另一方面，SCR系統(tǒng)有較高的耐硫特性，在低硫燃油供給還不充足的中國(guó)，SCR系統(tǒng)有其特殊的適用性；還有，采用SCR技術(shù)的另外一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的本體滿足歐Ⅳ要求之后，本體不用改動(dòng)，只通過(guò)優(yōu)化SCR后處理系統(tǒng)就能滿足歐Ⅴ法規(guī)的需要，這個(gè)方案可以為客戶節(jié)省大量的開發(fā)費(fèi)用。
東風(fēng)御風(fēng)：踐行國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)的佼佼者
作為東風(fēng)旗下的高端輕客品牌，升級(jí)到國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)的御風(fēng)系列產(chǎn)品采用了當(dāng)前占據(jù)主流的SCR技術(shù)路線，搭載了技術(shù)先進(jìn)的日產(chǎn)品牌ZD30發(fā)動(dòng)機(jī)，可滿足國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)。
據(jù)介紹，日產(chǎn)ZD系列發(fā)動(dòng)機(jī)專門針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)開發(fā)，其功率可達(dá)80～150kW，采用了世界上最先進(jìn)的產(chǎn)品技術(shù)，具有高可靠性（質(zhì)量穩(wěn)定、有保障、故障率低，由于采用SCR技術(shù)，不存在DPF堵塞、渦輪增壓高負(fù)荷工作和冷卻系統(tǒng)加大等問(wèn)題）、低油耗（最低燃油消耗率為210g/kWh，遠(yuǎn)低于普通柴油機(jī)240g/kWh，百公里節(jié)油表現(xiàn)尤為突出）、輕量化、超靜音（噪音低于93.2db遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)118db）和低排放（采用16氣門設(shè)計(jì)，使發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣更充分，排氣更順暢，使燃燒更充分；采用博世電控高壓共軌+進(jìn)口電控水冷EGR+DOC后處理技術(shù)；獨(dú)特的活塞內(nèi)置冷卻油道結(jié)合機(jī)油冷卻噴嘴，多重技術(shù)降低機(jī)油消耗和PM值）等五大優(yōu)勢(shì)。
在使用成本上，ZD系列發(fā)動(dòng)機(jī)也有著明顯優(yōu)勢(shì)：1）油耗相比國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)可節(jié)約10%，動(dòng)力輸出順暢、燃油霧化性能高；2）SCR系統(tǒng)維護(hù)經(jīng)濟(jì)性好，只需針對(duì)零部件進(jìn)行更換維護(hù)；3）潤(rùn)滑油標(biāo)號(hào)要求低（CF-4級(jí)），費(fèi)用低；4）尿素添加容易，御風(fēng)國(guó)Ⅴ車型的尿素罐容積為10kg，油箱容積為80L，每添加一次，對(duì)應(yīng)2.5箱柴油。換算成費(fèi)用，即0.016元/公里；其添加頻率為每2500公里添加一次尿素。
滿足國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)的御風(fēng)系列產(chǎn)品搭載了高性能的2.5T渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)和6擋手動(dòng)變速箱，油耗表現(xiàn)更佳，同時(shí)，其外觀內(nèi)飾的細(xì)節(jié)也有部分升級(jí)，實(shí)用性進(jìn)一步加強(qiáng)。作為踐行國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)的佼佼者，相信東風(fēng)御風(fēng)將掀起一股環(huán)保熱潮。
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