汽車節(jié)能：高性能發(fā)動(dòng)機(jī)與新型能源擔(dān)當(dāng)重任

　　面對(duì)日益嚴(yán)格的排放法規(guī)，我國(guó)汽車行業(yè)應(yīng)堅(jiān)持兩條腿走路：一方面，應(yīng)不斷改進(jìn)技術(shù)，推動(dòng)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)升級(jí)，使其更節(jié)能、更環(huán)保；另一方面，應(yīng)大力發(fā)展混合動(dòng)力車、純電動(dòng)車、燃料電池車、生物燃料汽車等新能源車。兩種不同的技術(shù)路線將帶來競(jìng)爭(zhēng)，但競(jìng)爭(zhēng)也將推動(dòng)這兩種技術(shù)的共同進(jìn)步。

　　能源的緊缺、油價(jià)的不斷上升、環(huán)境污染的日益嚴(yán)重使得汽車的節(jié)能顯得尤為重要。2006年，車用燃油消耗占國(guó)內(nèi)石油消耗總量的27%，其中汽油占全國(guó)汽油消耗總量的86.4%，柴油占全國(guó)柴油總消耗量的38.5%。我國(guó)汽車產(chǎn)品的平均油耗高于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家平均水平的9%-16%。今年7月1日，兩項(xiàng)與汽車節(jié)能環(huán)保相關(guān)的法規(guī)開始實(shí)施：其一，根據(jù)環(huán)境保護(hù)部的要求，全面停止僅達(dá)到國(guó)Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)的輕型車的銷售和注冊(cè)登記，新車將全部被過渡到國(guó)Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)；其二，根據(jù)國(guó)家發(fā)改委批準(zhǔn)的《汽車燃料油耗量標(biāo)識(shí)》，汽車廠家在汽車出廠時(shí)須加貼統(tǒng)一油耗標(biāo)識(shí)。此外，北京市已于今年3月1日率先執(zhí)行機(jī)動(dòng)車國(guó)Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)?？梢?，國(guó)家政策法規(guī)也為汽車的高能耗套上了緊箍。

　　汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)升級(jí)

　　汽車節(jié)能，發(fā)動(dòng)機(jī)先行。“發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)能，可以通過先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)提高汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率，同時(shí)大力發(fā)展乘用車用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。”中國(guó)汽車技術(shù)中心主任顧問張書林告訴《中國(guó)電子報(bào)》記者。

　　目前國(guó)內(nèi)99%以上的乘用車是汽油車，采用多氣門技術(shù)，增加可變氣門技術(shù)的應(yīng)用，適度采用增壓和汽油直噴技術(shù)是近期內(nèi)提高汽油發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率、實(shí)現(xiàn)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能降耗的主要技術(shù)途徑。據(jù)張書林介紹，多氣門技術(shù)可以提高燃油效率 2%-5%，VVT(可變氣門正時(shí)技術(shù))可提高燃油效率3%-5%，增壓可提高燃油效率5%-7%，缸內(nèi)直接噴射可提高燃油效率10%-20%。

　　目前，多氣門技術(shù)和可變氣門技術(shù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)許多汽車車型上得到應(yīng)用。長(zhǎng)城汽車的GW4G15-GDI汽油機(jī)，是一款增壓直噴發(fā)動(dòng)機(jī)，采用了VVT技術(shù)，達(dá)到歐Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)。吉利自主研發(fā)的吉利CVVT-JL4G18發(fā)動(dòng)機(jī)，采用了全鋁缸體缸蓋、塑料進(jìn)氣歧管及先進(jìn)的CVVT(連續(xù)可變氣門正時(shí))技術(shù)，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)在所有轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性，降低尾氣的排放，具有良好的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性。

　　“對(duì)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)來說，國(guó)際上普遍通過改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)內(nèi)燃燒技術(shù)，再加上SCR(選擇性催化還原技術(shù))或者‘EGR(廢氣再回收裝置)+DPF(顆粒捕集器)’來提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率。”中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)機(jī)動(dòng)車污染防治委員會(huì)副秘書長(zhǎng)李孟良告訴《中國(guó)電子報(bào)》記者。

　　SCR主要是通過往廢氣中噴射尿素溶液，將廢氣里的氮氧化物還原，主要應(yīng)用在重型車上，北京現(xiàn)在大約有4500輛SCR公交柴油車，其他個(gè)別城市也在試驗(yàn)這種車輛。“EGR+DPF”采用氧化催化加顆粒捕捉器，將碳粒子吸附到裝置中，需要配備再生裝置，即使用一定里程后，要通過電加熱或噴油燃燒的方法將顆粒捕捉器中的碳粒子燒掉，該方法主要應(yīng)用于輕型車上。

　　不過，國(guó)內(nèi)柴油機(jī)也面臨著一些難題。“SCR技術(shù)面臨的高純度尿素溶液的生產(chǎn)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)輸和加注體系等問題尚需時(shí)間進(jìn)行研究和制定相關(guān)政策；而燃油質(zhì)量差又會(huì)使DPF的應(yīng)用受到柴油硫含量的制約。”南京依維柯汽車發(fā)動(dòng)機(jī)分公司王林告訴《中國(guó)電子報(bào)》記者。

　　新能源車產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加快

　　“為不斷滿足國(guó)家節(jié)能減排要求，我們應(yīng)堅(jiān)持‘兩條腿’走路的方針：一方面，要看到傳統(tǒng)汽油、柴油汽車節(jié)能減排的潛力還很大，應(yīng)通過發(fā)展先進(jìn)、適用的柴油機(jī)和汽油機(jī)技術(shù)以及其他各類技術(shù)，持續(xù)提升傳統(tǒng)汽車的節(jié)能、環(huán)保和安全等性能；另一方面，在對(duì)傳統(tǒng)汽車技術(shù)‘做足、做透’文章的同時(shí)，應(yīng)著力推進(jìn)清潔替代燃料(新型能源)汽車積極、穩(wěn)妥發(fā)展。發(fā)展新型能源汽車是應(yīng)對(duì)石油短缺和治理環(huán)境污染的需要。”東風(fēng)汽車公司副總工程師程振彪表示。

　　目前，新能源車包括混合動(dòng)力汽車、燃?xì)馄?、生物燃料汽車?純)電動(dòng)汽車、(煤基)醇醚類燃料汽車、燃料電池(電動(dòng))汽車。其中混合動(dòng)力車是產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程最快的一個(gè)，近日北京的出租車已經(jīng)開始出現(xiàn)部分奔騰混合動(dòng)力車。根據(jù)混合動(dòng)力形式和程度的不同，混合動(dòng)力車比同類型汽油車節(jié)油 10%-40%。在國(guó)家“863”重大專項(xiàng)的支持下，我國(guó)混合動(dòng)力汽車已經(jīng)開始在多個(gè)城市的客車、出租車上示范運(yùn)行。

　　相對(duì)于日本及歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，我國(guó)在混合動(dòng)力車等新能源車領(lǐng)域缺乏相應(yīng)的優(yōu)惠政策。不過，今年下半年我國(guó)將有可能出臺(tái)購(gòu)買柴油、混合動(dòng)力汽車全免購(gòu)置稅的政策以促進(jìn)新能源汽車消費(fèi)，這無疑將大大推動(dòng)混合動(dòng)力汽車的發(fā)展。國(guó)內(nèi)擁有自主品牌的長(zhǎng)城、奇瑞等公司也已開始生產(chǎn)混合動(dòng)力車。

　　純電動(dòng)車具有零排放、低噪聲、能量利用率高等顯著優(yōu)點(diǎn)，我國(guó)已經(jīng)具備了較好的純電動(dòng)汽車應(yīng)用基礎(chǔ)，國(guó)內(nèi)一些廠家已經(jīng)具備了純電動(dòng)乘用車的生產(chǎn)能力，年產(chǎn)能2萬(wàn)輛純電動(dòng)轎車柔性總裝生產(chǎn)線和產(chǎn)能3萬(wàn)套的動(dòng)力總成生產(chǎn)線已經(jīng)在天津建成。

　　發(fā)展新型能源汽車，無論是蓄電池式電動(dòng)汽車，還是燃料電池電動(dòng)汽車，其動(dòng)力系統(tǒng)均不再是傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)。迄今為止，制造這一類動(dòng)力裝置的企業(yè)，也不是現(xiàn)今的發(fā)動(dòng)機(jī)廠家。“今后如果我國(guó)在客貨運(yùn)領(lǐng)域投放一定量電動(dòng)汽車，那就意味著在汽車消費(fèi)市場(chǎng)沒有大幅度增長(zhǎng)的情況下，傳統(tǒng)車用發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)市場(chǎng)份額必將縮小。但這并非壞事，應(yīng)該鼓勵(lì)這樣的競(jìng)爭(zhēng)，唯有如此，才能促進(jìn)新型能源汽車技術(shù)和傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的共同進(jìn)步。”程振彪如是說。

　　相關(guān)鏈接

　　選擇性催化還原技術(shù)
　　
　　氮氧化物的排放控制技術(shù)主要分為兩種：即燃燒控制和燃燒后控制。燃燒控制技術(shù)手段的投資成本較低，但是脫氮氧化物效率受到一定限制(脫除率一般不超過60%)。對(duì)于嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，則需采用燃燒后控制技術(shù)——— 煙氣脫硝裝置，但其投資與運(yùn)行費(fèi)用比燃燒控制的手段要高。

　　燃燒后控制技術(shù)可分為濕法和干法。氮氧化物的濕法脫除利用液相化學(xué)試劑將氮氧化物吸收，然后將其轉(zhuǎn)化為其他化學(xué)物質(zhì)。濕法脫硝不需要催化過程，又稱為化學(xué)方法，通常應(yīng)用于低濃度氮氧化物的脫除。干法脫除技術(shù)一般可以分為分解法、輻射法以及還原法，其中選擇性催化還原(SCR)，是目前最為成熟、國(guó)際上應(yīng)用最為廣泛的煙氣后處理脫硝技術(shù)。

　　SCR技術(shù)的關(guān)鍵是反應(yīng)器內(nèi)流場(chǎng)的均勻性與高活性以及高選擇性與穩(wěn)定性優(yōu)異的催化劑。由于其操作溫度必須高于320℃，近幾年，低溫的SCR煙氣脫硝催化劑始終是世界上的熱點(diǎn)，并逐步成為國(guó)際研究的重點(diǎn)。

　　廢氣再回收裝置(EGR)+顆粒捕集器(DPF)

　　對(duì)于廢氣再循環(huán)來說，“EGR+DPF”系統(tǒng)的一部分廢氣取自排氣歧管，在EGR冷卻器中冷卻后再混入進(jìn)氣中。EGR總的廢氣流量由EGR閥門控制。

　　將廢氣與進(jìn)氣混合可以降低缸內(nèi)氧氣濃度，從而在燃燒過程中降低氣體的最高溫度同時(shí)降低氮氧化物的排放。但是，氣缸內(nèi)的氧氣濃度的降低會(huì)增加顆粒物的排放，所以需要加裝一個(gè)吸收顆粒物的裝置。DPF就是這樣一種裝置，它通過過濾或/和化學(xué)反應(yīng)來降低排氣中顆粒物。