【有梗有料】环保持续升级 发动机厂家应对国四排放都有哪些招？

2019年7月29日，生态环境部办公厅正式发文《关于加快推进非道路移动机械摸底调查和编码登记工作的通知》，全国加快开展非道路移动机械摸底调查和编码登记，划定非道路移动机械排放控制区，严格管控高排放非道路移动机械。

生态环境部推进非道路移动机械污染防治

通知强调按照《柴油货车污染治理攻坚战行动计划》要求，于2019年年底前完成在用非道路移动机械摸底调查和编码登记。对于使用老旧工程机械的用户来说，是一个严峻的考验，很多在控制区内的工程都无法参与。

各地先后划定非道路移动机械排放控制区，严格管控高排放非道路移动机械

与此同时，国四排放标准预计2020年下半年到2021年上半年实施。面对越来越严格的排放标准，发动机生产厂家都有哪些招数应对呢？新的排放标准对用户又会产生哪些影响呢？

国四排放标准

1.国四排放标准“近在咫尺”

2019年2月26日生态环境部发布关于征求《〈非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国第三、四阶段)〉(GB20891-2014)修改单(征求意见稿)》意见的函。其中有5处修改意见，最引人关注的就是第三条：“自2020年12月1日起，凡不满足本标准第四阶段要求的非道路移动机械不得生产、进口、销售;不满足本标准第四阶段要求的非道路移动机械用柴油机不得生产、进口、销售和投入使用。”

非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值

各阶段排放标准实施日期

国一标准，2007年10月1日开始实施。

国二标准，2009年10月1日开始实施。

国三标准，2015年10月1日起不满足排放的发动机禁止销售，主机则是2016年4月1日开始实施。

国四标准，预计2020年下半年到2021年上半年实施。

非道路移动机械排气污染防治

2.有哪些技术路线可选择？

缸内技术

在国三时代，非道路柴油机技术迎来了大的变革。电控技术首次应用在非道路柴油机上，通过精确控制燃油喷射时间以及喷射量，达到国三排放标准。

高压共轨或单体泵技术可以在燃烧阶段很好地减少排放污染物的产生，增压中冷及废气再循环技术（EGR）则是进一步改善燃烧环境，减少排放。这3者是国三升级普遍采用的技术方案，也是国四阶段可选择的缸内减排技术。

非道路移动机械载国四标准下污染物排放

后处理技术

在国四标准给出的污染物排放限值中，主要是对一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOx）以及颗粒物（PM）做出了限定。一般来说，CO和HC的排放限值容易达到，所以并不需特别对待，需采取措施的是氮氧化物和颗粒物。由于国三时期已经解决了电控技术在非道路柴油机上的应用难题，所以国四升级的技术方案选择更多的是在后处理上。

发动机企业大多技术路线采用高压共轨+EGR（可选）+不同的后处理技术，具体有哪些技术可供选择，我们简单介绍一下。

DOC

DOC是英文”DieselOxidationCatalyst“的缩写，中文名”氧化型催化器“。

DOC（氧化型催化器）处理技术

DOC主要有三个作用：

（1）降低HC（碳氢化合物）排放：将尾气中未燃烧的HC、润滑油HC氧化为H2O、CO2；

（2）将NO氧化为NO2：NO2将DPF捕集的碳颗粒氧化为气态的CO2；

（3）氧化喷入排气管的燃油：氧化柴油放热使DPF温度升高，DPF内碳与氧气反应为CO2

DPF

DPF是英文”DieselParticulateFilter“的缩写，中文名”壁流式颗粒捕集器“。

DPF（壁流式颗粒捕集器）处理技术

这是一种安装在柴油发动机排放系统中的陶瓷过滤器，可以在微粒排放物质进入大气之前将其捕捉,能够减少柴油发动机所产生的烟灰达90%以上。

捕捉到的微粒排放物质随后在车辆运转过程中燃烧殆尽。它的工作基本原理是：柴油微粒过滤器喷涂上金属铂、铑、钯，柴油发动机排出的含有炭粒的黑烟，通过专门的管道进入发动机尾气微粒捕集器，经过其内部密集设置的袋式过滤器，将炭烟微粒吸附在金属纤维毡制成的过滤器上；当微粒的吸附量达到一定程度后，尾端的燃烧器自动点火燃烧，将吸附在上面的炭烟微粒烧掉，变成对人体无害的二氧化碳排出。

SCR

SCR是英文“SelectiveCatalyticReduction”的缩写，中文名”选择性催化还原“。

SCR（选择性催化还原）处理技术

选择性催化还原技术（SCR）是针对柴油车尾气排放中NOx的一项处理工艺，即在催化剂的作用下，喷入还原剂氨或尿素，把尾气中的NOx还原成N2和H2O。催化剂有贵金属和非贵金属两类。该技术也被广泛应用于柴油机尾气后处理，通过优化喷油和燃烧过程，尽量在机内控制微粒PM的产生，而后在机外处理富氧条件下形成的氮氧化物，及时用车用尿素（车用尿素在一定温度下分解生成氨）对氮氧化物（NOx）进行选择性催化还原，从而达到既节能、又减排的目的，该项技术是欧洲主流技术路线。

POC

颗粒物氧化催化转化器（POC），使用金属载体，由特殊的多孔金属箔基板与金属网层构成。尾气流过时被导向邻近的通道，而颗粒物则留在金属网上，基于不同的过滤直径和运行条件，POC对颗粒物的去除效率为40%-70%。POC通常与DOC配合使用，就颗粒物而言，先由DOC将一部分颗粒物中的可溶性有机组分去除，后由POC捕集炭烟并氧化掉。

柴油汽车上的POC

3.各大发动机企业如何选择？

在baumaChina2018上，康明斯、菲亚特、珀金斯、科勒、洋马、久保田、五十铃、道依茨等外资发动机巨头纷纷亮相，发布了自己应对国四排放标准的技术路线，大多技术路线采用高压共轨+EGR（可选）+不同的后处理技术，来实现非道路机械的国四排放标准。

外资发动机企业应对国四排放标准的技术路线

与国际企业类似，国内企业针对四阶段排放标准，主要有两种基本的排放控制技术路线：一是EGR+DOC（DPF）；二是优化燃烧+SCR技术路线。而为了满足四阶段的排放法规，国内主要发动机厂都已经制定了应对的技术方案，电控方面有高压共轨、单体泵；降NOx有SCR、EGR；降颗粒有DPF、DOC、POC。

目前，康明斯、五十铃、珀金斯、斯堪尼亚、洋马、潍柴、锡柴等发动机制造商已经研制推出满足四阶段排放标准的发动机产品，路线虽各有不同，但技术方面却日渐成熟，能够充分满足国家环保排放的政策。

满足国四排放标准的发动机产品

此外，非道路国Ⅲ到非道路国Ⅳ的升级，主机厂的整车布置也需同步考虑优化，终端用户也要提前了解熟悉后处理。

4.国四给终端用户带来什么？

后处理到底能给终端用户带来什么？从工程机械生产企业和终端用户的角度，一方面非道路机械后处理的增加带来了购机成本的增加、使用成本的增加、故障点的增加。

各功率段国四升级增加成本情况

成本增加可能比表上要高很多。

另一方面，提升用户竞争力！

国四排放的实施，将大大提高新设备的竞争力，无论是从产品性能和节油性，还是从政策上，新设备都处于绝对领先的地位。

别人无法施工的地区，新设备可以进入，更先进的技术对于工作效率和节能减排都有很大提升。

垃圾分类

小龙虾是什么垃圾?老鼠粘是什么垃圾?随着上海7月1日起实行“最严垃圾分类”，“你今天分了吗?”成了上海人民每天都要面临的灵魂拷问!

汽车行业国六标准7月1日起开始执行

而同样在7月1日，令汽车行业“疯狂”的国六靴子终于落地。这两项7月1日开始执行的政策，其实背后都是制度升级在倒逼行业提升技术标准。近在咫尺的非道路国四排放升级同样如此。

BICES 2019 第十五届中国(北京)国际工程机械、建材机械及矿山机械展览与技术交流会

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工程机械产品展览

打铁还需自身硬！非道路国四升级、国六升级和垃圾分类一样，是社会要进步，制度要升级的众多方法之一。对于主机厂而言，当技术实力薄弱到只能通过采购或者外包升级为国四时，最终只能迫于技术和成本压力，或被淘汰，或被整合。而对于拥有完善技术研发体系的主机厂来说，国四升级反而是催化剂，在加快行业进入良性竞争同时势必会引起马太效应，让有实力的主机厂在未来迎接更大挑战时能安全着陆。

责任编辑：Harry