观点|泰达论坛专家论道:商用车及动力的节能减排与技术升级潜力

原标题:观点|泰达论坛专家论道:商用车及动力的节能减排与技术升级潜力

在2019年9月1日举行的中国汽车产业发展(泰达)国际论坛上,同期召开了“节能减排与汽车技术升级潜力”主题研讨会。来自环保部门、研究机构和企业的技术专家,对商用车及其动力如何节能减排、提高燃烧效率、多元化动力改造,提出了各自的观点和建议。

北京市环保局机动车排放管理处副处长艾毅:柴油车和非道路机械的PM2.5排放是解决北京市移动污染的重中之重

北京市环保局机动车排放管理处副处长艾毅

我们对北京市的机动车情况进行了一个分析。应该说,机动车保有量这些年在显著上升,从1998年的100多万辆,发展到至今600多万辆。600多万辆机动车在北京的排放污染总量里所占比例是非常高的,以PM2.5为例的话,移动源排放占到了45%,最主要的污染来自于柴油车以及装用柴油发动机的非道路机械。也就是说,本地的柴油车以及进京过境的柴油车和非道路机械占到了移动源PM2.5排放的64%,也是我们解决北京市移动污染的重中之重。

因此,围绕打赢蓝天保卫战,以及打好治理柴油货车污染治理攻坚战,北京市采取了标准加严、经济引导、行政约束、执法处罚等手段。

从实施严格的排放标准看,自1999年开始实施第一阶段排放标准,先后6次提高新车排放标准,每次提高新机动车排放标准可实现减排30%-50%。今年7月开始分阶段地实施国家的国六标准,我们通过数据分析来提高监管的准确度。主要采取两项措施:一方面采取环保一致性的检查,主要是从市场上抽取样车;另一方面按照标准要求采取从用户手里租车,主要是为了确保排放标准的稳定达标。

关于在用车排放污染控制措施,我们除了对北京车辆要求进行定期年检外,同时在主要道路上和进京路口开展路检、路查。从今年前7个月来看,已经检测了100多万辆在用车辆,对14万超标的在用车依法进行了处罚。对于在用车开展的第三项措施是加强老旧车的淘汰,主要采取疏堵结合方法:对高排放量车辆一方面进行限行,另一方面给予鼓励淘汰的相关政策。

为了提升改善北京市的油品质量,从2004年开始实施第二阶段的油品质量标准,2017年实施了第六阶段油品标准。对油品的管控,除了检查硫含量之外,还对芳香烃严加控制,对在用车的减排起到了改善的作用。

另外一个环保排放严控的领域,主要聚焦在非道路移动机械。按照《大气法》的要求,划分了排放的区域:从今年8月1日起划定了五环路(不含)以内区域、经济技术开发区、通州、亦庄等地,不满足三类要求的挖掘机、装载机、挖车等机械车不能使用。今年前7个月,我们会同相关部门对一万多台机械进行了执法检查,对于一系列超标的将近1200多台机械依法进行了处罚。

在发展新能源汽车方面,一方面针对公共领域的车辆,包括公交、出租、邮政等适用范围,按照国家统一要求,我们积极出台相关政策,鼓励这些领域尽早地使用电动车;另一方面,对于货车制定了相应的新能源路权的鼓励政策,以及配套的基础设施建设,鼓励货车新能源化。

在线监控方面,按照国家要求,我们已对一万多辆重型车实施在线监控。OBD的报警情况、氮氧化物排放、尿素消耗量等数据,为我们下一步执法工作给予了有益的支持。

关于下一步工作,国家和各地都发布了一系列重要文件,最主要是两个:国务院印发的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》(2018-2020年)和《柴油货车污染治理攻坚战行动计划》。我们重点围绕这两个文件采取相应的措施,一是加强源头管控,实施国六标准,并且强化执法监管;二是按照国家的要求,大力地发展推进电动车,到2020年达到40万辆的规模;三是要进一步地削减污染存量,加强老旧车的淘汰,做好在用车的监管,做好达标工作;四是对于道路非移动机械做好编码标识监管等一系列的工作。

天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室副主任姚春德教授:柴油是造成柴油机排放控制困难的最主要问题

天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室副主任姚春德教授

甲醇在近年来得到了比较重要的关注,特别是2012年工信部开展了甲醇汽车试点之后,甲醇已经作为在部分地方推广应用的替代燃料。

这些年经过排放治理,我国的空气质量得到了非常大的改观,但还需要进一步改进我们的工作,主要就是对包括柴油车、军车、货运车、船、军事机械等车机在内的排放治理。

压燃式发动机是1898年发明出来的,其氮氧化物和颗粒物的排放是非常难以兼顾的事。原因很简单,柴油喷到空气里面着火和燃烧,必然会有过浓和过稀的区域,就会有控制的难题。

车用工况非常复杂。虽然测试国六发动机的排放只是涉及一个非常小的关注区域,可实际上我们在标定的时候需要考虑到各种复杂的工况,工况成本就会增加很多。

我们能否找到一种新的办法呢?我们认为应该从燃料方面出发。就像一个人的身体健康如何,除了锻炼之外,很重要的一方面就是饮食健康。我们认为柴油是造成今天柴油机控制困难的最主要问题,因为柴油是由10-22个碳组成的;如果甲醇的话就不同了,只有1个碳组成的,淡蓝色的火焰在日光下是看不到踪影的。

甲醇是一个规模产量非常巨大的化工产品,其产能在2018年的时候就达到9千万吨,产量接近7千万吨。而作为汽车的主要燃料,2018年汽油的整个消耗量是2.21亿吨左右。

甲醇作为燃料,是不是安全的?如果我们把甲醇作为燃料看待的话,就像我们正常地对待汽油和柴油,就是很安全的,因为谁也不会拿汽油和柴油当做植物油炒菜用。1991年,美国能源部做过一个比较,低浓度的甲醇毒性要比汽油柴油低;高浓度的时候,人所处的环境毒性与汽油差不多。

但是,直接把甲醇用在压燃机上是不可能的。我们所在的国家重点研究实验室做了一些机理的研究,包括着火机理。通过实验台检测,当活性的柴油喷到甲醇混合剂里面,发现甲醇的混合剂对柴油有一定的迟滞作用,比喷到空气中的柴油更难着火。不容易着火的特点,促成了柴油可以均值的混合剂形式出现在汽缸里面,以高效的燃烧方式均值压燃,就能把碳烟减轻下来了。

我们通过在发动机台架上做的大量研究,发现甲醇和柴油一起燃烧,双燃料燃烧时间晚,爆发压力比较高,热效率得到一定的改善,大概提升了2%。

为了把这样一个燃烧方式运用到车上去,检查实际运行效果,我们在卡车上进行了实际应用。测试结果是:不到1.5L的甲醇可以换得1L的柴油,效率大概提升了30%以上。

为了提高实用性,我们提出了柴油和甲醇的组合燃烧技术。因为柴油非常容易启动,而甲醇不好启动,无法直接压燃。所以就用柴油先把发动机启动起来,等到发动机全热了之后即暖车之后,再向柴油里面喷入甲醇形成混合剂,完成组合燃烧。这种燃烧方式最大的特点是,可以动态地精准匹配柴油和甲醇两种燃料的燃烧,完全是智能化的。使用甲醇和柴油的智能化燃烧,可以不用尿素达到国际化标准的智能排放,不用SCR就可以解决难题。

上述基础的一些开发,已经在12个省、2个市得到了应用,最远东边达到了黑龙江省佳木斯的同江市,西边是新疆阿克苏,北边是内蒙古自治区的锡林郭勒,最南边云南已经在运用;适配机型领域包括矿山、机车、轮船等。一般来说,我们开发的满足双燃料燃烧方式的发动机,不需要做很大改动,只需在进气系统方面加入甲醇喷射系统。

广西玉柴机器股份有限公司总裁助理、工程研究院院长林铁坚:商用车动力开发不单是考虑排放,也要考虑用户整体价值需求

广西玉柴机器股份有限公司总裁助理、工程研究院院长林铁坚

商用车的国六排放标准已经在实施了。从整个市场客户的需求来说,排放升级将带来成本增加,所以要考虑到全方位服务用户,应该全盘综合性的去考虑产品升级。

从动力总成发展到新能源来看,会带来很大的冲击。我们可以看到,在未来,特别是在长途物流运输领域,传统商用车发动机还是主要动力。所以,如何做好商用车节能也是非常关键的任务。

从国五升级到现在的国六,如何做到更高的热效率?对于全新的国六产品来说,不单单是考虑排放,也要考虑用户整体的价值需求,特别是油耗的情况。从这个角度来说,简单的产品升级是无法满足要求的,一定要有一个全新理念、全新技术的产品平台,才能支撑未来全方位的发展。

我们如何考虑性能和产品排放的平衡?发动机要更强化、轻量化,更加节能。车辆管理部门和用户对实现超低排放并同时达到油耗降低的要求,需要商用发动机制造商应用新的技术,进行整体的动力开发;尽可能通过仿真的手段、虚拟以及硬件结合的手段,全面覆盖整个工况测试和标定。

总体来看,我们的技术创新要从客户的需求和排放标准的升级出发,这就是发动机发展的一个驱动力。对于商用车来说,在降低油耗和减少排放方面,还有很大的潜力去完成。

(全文根据大会速记整理,未经发言者审阅)

编辑:李浩东

审核:孙 红返回搜狐,查看更多

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