環(huán)保持續(xù)升級 發(fā)動機廠家應(yīng)對國四排放都有哪些招

2019年7月29日，生態(tài)環(huán)境部辦公廳正式發(fā)文《關(guān)于加快推進非道路移動機械摸底調(diào)查和編碼登記工作的通知》，全國加快開展非道路移動機械摸底調(diào)查和編碼登記，劃定非道路移動機械排放控制區(qū)，嚴格管控高排放非道路移動機械。

生態(tài)環(huán)境部推進非道路移動機械污染防治

通知強調(diào)按照《柴油貨車污染治理攻堅戰(zhàn)行動計劃》要求，于2019年年底前完成在用非道路移動機械摸底調(diào)查和編碼登記。對于使用老舊工程機械的用戶來說，是一個嚴峻的考驗，很多在控制區(qū)內(nèi)的工程都無法參與。

各地先后劃定非道路移動機械排放控制區(qū)，嚴格管控高排放非道路移動機械

與此同時，國四排放標準預(yù)計2020年下半年到2021年上半年實施。面對越來越嚴格的排放標準，發(fā)動機生產(chǎn)廠家都有哪些招數(shù)應(yīng)對呢？新的排放標準對用戶又會產(chǎn)生哪些影響呢？

國四排放標準

1.國四排放標準“近在咫尺”

2019年2月26日生態(tài)環(huán)境部發(fā)布關(guān)于征求《〈非道路移動機械用柴油機排氣污染物排放限值及測量方法(中國第三、四階段)〉(GB20891-2014)修改單(征求意見稿)》意見的函。其中有5處修改意見，最引人關(guān)注的就是第三條：“自2020年12月1日起，凡不滿足本標準第四階段要求的非道路移動機械不得生產(chǎn)、進口、銷售;不滿足本標準第四階段要求的非道路移動機械用柴油機不得生產(chǎn)、進口、銷售和投入使用。”

非道路移動機械用柴油機排氣污染物排放限值

各階段排放標準實施日期

國一標準，2007年10月1日開始實施。

國二標準，2009年10月1日開始實施。

國三標準，2015年10月1日起不滿足排放的發(fā)動機禁止銷售，主機則是2016年4月1日開始實施。

國四標準，預(yù)計2020年下半年到2021年上半年實施。

非道路移動機械排氣污染防治

2.有哪些技術(shù)路線可選擇？

缸內(nèi)技術(shù)

在國三時代，非道路柴油機技術(shù)迎來了大的變革。電控技術(shù)首次應(yīng)用在非道路柴油機上，通過精確控制燃油噴射時間以及噴射量，達到國三排放標準。

高壓共軌或單體泵技術(shù)可以在燃燒階段很好地減少排放污染物的產(chǎn)生，增壓中冷及廢氣再循環(huán)技術(shù)（EGR）則是進一步改善燃燒環(huán)境，減少排放。這3者是國三升級普遍采用的技術(shù)方案，也是國四階段可選擇的缸內(nèi)減排技術(shù)。

非道路移動機械載國四標準下污染物排放

后處理技術(shù)

在國四標準給出的污染物排放限值中，主要是對一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、氮氧化物（NOx）以及顆粒物（PM）做出了限定。一般來說，CO和HC的排放限值容易達到，所以并不需特別對待，需采取措施的是氮氧化物和顆粒物。由于國三時期已經(jīng)解決了電控技術(shù)在非道路柴油機上的應(yīng)用難題，所以國四升級的技術(shù)方案選擇更多的是在后處理上。

發(fā)動機企業(yè)大多技術(shù)路線采用高壓共軌+EGR（可選）+不同的后處理技術(shù)，具體有哪些技術(shù)可供選擇，我們簡單介紹一下。

DOC

DOC是英文”DieselOxidationCatalyst“的縮寫，中文名”氧化型催化器“。

DOC（氧化型催化器）處理技術(shù)

DOC主要有三個作用：

（1）降低HC（碳氫化合物）排放：將尾氣中未燃燒的HC、潤滑油HC氧化為H2O、CO2；

（2）將NO氧化為NO2：NO2將DPF捕集的碳顆粒氧化為氣態(tài)的CO2；

（3）氧化噴入排氣管的燃油：氧化柴油放熱使DPF溫度升高，DPF內(nèi)碳與氧氣反應(yīng)為CO2

DPF

DPF是英文”DieselParticulateFilter“的縮寫，中文名”壁流式顆粒捕集器“。

DPF（壁流式顆粒捕集器）處理技術(shù)

這是一種安裝在柴油發(fā)動機排放系統(tǒng)中的陶瓷過濾器，可以在微粒排放物質(zhì)進入大氣之前將其捕捉,能夠減少柴油發(fā)動機所產(chǎn)生的煙灰達90%以上。

捕捉到的微粒排放物質(zhì)隨后在車輛運轉(zhuǎn)過程中燃燒殆盡。它的工作基本原理是：柴油微粒過濾器噴涂上金屬鉑、銠、鈀，柴油發(fā)動機排出的含有炭粒的黑煙，通過專門的管道進入發(fā)動機尾氣微粒捕集器，經(jīng)過其內(nèi)部密集設(shè)置的袋式過濾器，將炭煙微粒吸附在金屬纖維氈制成的過濾器上；當微粒的吸附量達到一定程度后，尾端的燃燒器自動點火燃燒，將吸附在上面的炭煙微粒燒掉，變成對人體無害的二氧化碳排出。

SCR

SCR是英文“SelectiveCatalyticReduction”的縮寫，中文名”選擇性催化還原“。

SCR（選擇性催化還原）處理技術(shù)

選擇性催化還原技術(shù)（SCR）是針對柴油車尾氣排放中NOx的一項處理工藝，即在催化劑的作用下，噴入還原劑氨或尿素，把尾氣中的NOx還原成N2和H2O。催化劑有貴金屬和非貴金屬兩類。該技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于柴油機尾氣后處理，通過優(yōu)化噴油和燃燒過程，盡量在機內(nèi)控制微粒PM的產(chǎn)生，而后在機外處理富氧條件下形成的氮氧化物，及時用車用尿素（車用尿素在一定溫度下分解生成氨）對氮氧化物（NOx）進行選擇性催化還原，從而達到既節(jié)能、又減排的目的，該項技術(shù)是歐洲主流技術(shù)路線。

POC

顆粒物氧化催化轉(zhuǎn)化器（POC），使用金屬載體，由特殊的多孔金屬箔基板與金屬網(wǎng)層構(gòu)成。尾氣流過時被導(dǎo)向鄰近的通道，而顆粒物則留在金屬網(wǎng)上，基于不同的過濾直徑和運行條件，POC對顆粒物的去除效率為40%-70%。POC通常與DOC配合使用，就顆粒物而言，先由DOC將一部分顆粒物中的可溶性有機組分去除，后由POC捕集炭煙并氧化掉。

柴油汽車上的POC

3.各大發(fā)動機企業(yè)如何選擇？

在baumaChina2018上，康明斯、菲亞特、珀金斯、科勒、洋馬、久保田、五十鈴、道依茨等外資發(fā)動機巨頭紛紛亮相，發(fā)布了自己應(yīng)對國四排放標準的技術(shù)路線，大多技術(shù)路線采用高壓共軌+EGR（可選）+不同的后處理技術(shù)，來實現(xiàn)非道路機械的國四排放標準。

外資發(fā)動機企業(yè)應(yīng)對國四排放標準的技術(shù)路線

與國際企業(yè)類似，國內(nèi)企業(yè)針對四階段排放標準，主要有兩種基本的排放控制技術(shù)路線：一是EGR+DOC（DPF）；二是優(yōu)化燃燒+SCR技術(shù)路線。而為了滿足四階段的排放法規(guī)，國內(nèi)主要發(fā)動機廠都已經(jīng)制定了應(yīng)對的技術(shù)方案，電控方面有高壓共軌、單體泵；降NOx有SCR、EGR；降顆粒有DPF、DOC、POC。

目前，康明斯、五十鈴、珀金斯、斯堪尼亞、洋馬、濰柴、錫柴等發(fā)動機制造商已經(jīng)研制推出滿足四階段排放標準的發(fā)動機產(chǎn)品，路線雖各有不同，但技術(shù)方面卻日漸成熟，能夠充分滿足國家環(huán)保排放的政策。

滿足國四排放標準的發(fā)動機產(chǎn)品

此外，非道路國Ⅲ到非道路國Ⅳ的升級，主機廠的整車布置也需同步考慮優(yōu)化，終端用戶也要提前了解熟悉后處理。

4.國四給終端用戶帶來什么？

后處理到底能給終端用戶帶來什么？從工程機械生產(chǎn)企業(yè)和終端用戶的角度，一方面非道路機械后處理的增加帶來了購機成本的增加、使用成本的增加、故障點的增加。

各功率段國四升級增加成本情況

成本增加可能比表上要高很多。

另一方面，提升用戶競爭力！

國四排放的實施，將大大提高新設(shè)備的競爭力，無論是從產(chǎn)品性能和節(jié)油性，還是從政策上，新設(shè)備都處于絕對領(lǐng)先的地位。

別人無法施工的地區(qū)，新設(shè)備可以進入，更先進的技術(shù)對于工作效率和節(jié)能減排都有很大提升。

垃圾分類

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工程機械產(chǎn)品展覽

打鐵還需自身硬！非道路國四升級、國六升級和垃圾分類一樣，是社會要進步，制度要升級的眾多方法之一。對于主機廠而言，當技術(shù)實力薄弱到只能通過采購或者外包升級為國四時，最終只能迫于技術(shù)和成本壓力，或被淘汰，或被整合。而對于擁有完善技術(shù)研發(fā)體系的主機廠來說，國四升級反而是催化劑，在加快行業(yè)進入良性競爭同時勢必會引起馬太效應(yīng)，讓有實力的主機廠在未來迎接更大挑戰(zhàn)時能安全著陸。