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目前來看,能夠達到國三排放標準的主要有三種發(fā)動機,一種是電控EGR發(fā)動機,一種是電控高壓共軌發(fā)動機,一種是電控單體泵發(fā)動機。
一 電控EGR發(fā)動機
EGR技術(shù),即廢氣再循環(huán)技術(shù),它將一部分排氣循進氣管與新鮮空氣混合后進入汽缸燃燒,以增加混合氣的熱容量,降低燃燒時的最高溫度,抑制NOx的生成。以達到廢氣中的NOx最低。從而達到了國三標準。
EGR的特點;燃油噴射系統(tǒng)與原國Ⅱ機械噴射泵結(jié)構(gòu)類似,維修保養(yǎng)方便,運行成本大大降低,油品適應(yīng)性好:目前全國通用類柴油均可應(yīng)用,適合國情,降底維護和維修費用,用戶使用成本降低.故障診斷系統(tǒng)功能完備、操作簡便,可實現(xiàn)電控系統(tǒng)故障的準確判斷,簡化維修過程.售后服務(wù)便捷:EGR發(fā)動機95%以上的件可以同國Ⅱ機互換,維修和維護便捷、減少維修等待時間,降低維修成本。
二 電控高壓共軌發(fā)動機
電控高壓共軌技術(shù)是指在高壓油泵、共軌管、壓力傳感器和ECU組成的閉環(huán)系統(tǒng)中,將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過程彼此分開的一種技術(shù),由高壓油泵把高壓燃油輸送到共軌管,通過對共軌管內(nèi)的油壓進行閉環(huán)控制,噴壓獨立可調(diào)。目前可以做到1800bar的噴射壓力。
電控高壓共軌系統(tǒng)的特點;對輕型車來說系統(tǒng)零部件成熟且有長期使用考核驗證、中型比較成熟;但是對重型柴油機使用壽命未經(jīng)驗證。結(jié)構(gòu)簡單,安裝方便。共軌油壓獨立于發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制、整車控制功能強,適應(yīng)輕型車的要求;預(yù)噴技術(shù)可以降低怠速噪聲;共軌系統(tǒng)的初始噴射率太高,不符合柴油機燃燒所需要的先緩后急的規(guī)律,不利于排放控制;一代共軌噴油壓力1350~1450bar,二代做到1600bar,總體來說比單體泵和泵噴嘴要低,所以在油耗上有劣勢;可以實現(xiàn)多次噴射,目前最好的共軌系統(tǒng)可以進行6 次噴射;共軌系統(tǒng)的靈活性好,但是勢必帶來匹配工作的難度。時間和技術(shù)人員的水平,決定了一定階段在中國使用太靈活的系統(tǒng)不一定能達到預(yù)期的效果;多次噴射特別是后噴能力使得共軌系統(tǒng)特別方便地和后處理系統(tǒng)配合,具有實現(xiàn)歐Ⅳ、歐Ⅴ排放法規(guī)的潛力;燃油(水、灰份雜質(zhì))適應(yīng)能力差,對用戶使用條件要求高,特別是控制系統(tǒng)和控制策略復(fù)雜對整車廠、用戶、售后維修均帶來挑戰(zhàn);零部件更換成本高,特別是電控噴油器和電控噴油泵;
三 電控單體泵發(fā)動機
電控單體泵系統(tǒng)是一種模塊化、時間控制的單缸高壓泵系統(tǒng),噴油始點與噴油量分別由電磁閥關(guān)閉時刻與關(guān)閉的持續(xù)時間決定,可達到2000bar的噴射壓力。電控單體泵系統(tǒng)完全具備滿足現(xiàn)行及未來排放限制、保持低油耗的技術(shù)能力。
電控單體泵技術(shù)特點;歐洲大部分歐III歐IV商用車采用了電控單體泵系統(tǒng),電控單體泵技術(shù)加上機械噴油器即可達到歐Ⅲ排放標準;從歐Ⅲ升級到歐Ⅳ,通過更換電控噴油器來實現(xiàn),無需對發(fā)動機的結(jié)構(gòu)進行大規(guī)模修改;對原機械噴油系統(tǒng)發(fā)動機結(jié)構(gòu)改動小,可以共用同一個機體、缸蓋等重要零部件;售后維修便利且零部件更換成本低;噴油壓力高:可滿足歐Ⅲ、歐Ⅳ排放所需的高壓噴射(最新的單體泵噴射壓力已達2500bar),大大改善了燃油經(jīng)濟性、提高了缸內(nèi)凈化程度;噴油規(guī)律先緩后急,符合理想放熱規(guī)律要求,有利于降低排放與燃燒噪音;供油能力強:可進行各缸獨立控制。特別適用于功率大的重型柴油機;對中重型來說系統(tǒng)零部件比共軌系統(tǒng)更成熟,由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點的不同。相對于共軌系統(tǒng)而言,單體泵系統(tǒng)對燃油品質(zhì)的要求相對較低,對水分的敏感性大大優(yōu)于共軌系統(tǒng),沒有持續(xù)的噴射高壓源帶來的安全隱患,排放穩(wěn)定性好;系統(tǒng)零部件比共軌系統(tǒng)成熟,使用壽命長;維修成本低:可進行單缸零部件更換,機械噴油器成本較電控噴油器成本低:缸平衡控制策略提供了很好的各缸一致性控制,單體泵自校正策略確保了生產(chǎn)一致性控制,電控系統(tǒng)自學習、自診斷策略確保了壽命期內(nèi)的性能一致性控制。
單體泵和高壓共軌發(fā)動機中最關(guān)鍵的燃油噴射系統(tǒng)的技術(shù)目前被博世、電裝、德爾福等少數(shù)幾家國外公司所 “壟斷” 。而這三家國際供應(yīng)商短期內(nèi)又無法滿足國內(nèi)柴油機企業(yè)的需求。國內(nèi)油泵廠雖然都在開發(fā)自主電控噴射系統(tǒng),但技術(shù)上都還不成熟,但EGR技術(shù)門檻并不高,又能與國三排放水平剛沾邊,并且成本要低上萬,這也是目前國內(nèi)主力發(fā)展EGR的原因。
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