隨著我國汽車排放標準的不斷升格,可提高柴油機性能,改善其排放的電控單體泵、高壓共軌、電控泵噴嘴三項技術(shù)受到關(guān)注。在近日舉辦的2006年APC聯(lián)合學(xué)術(shù)年會上,采取適合我國發(fā)展現(xiàn)狀的技術(shù)推進柴油機排放升級達標,加強油路系統(tǒng)管理等成為關(guān)注的話題,同時顯現(xiàn)出我國在柴油技術(shù)領(lǐng)域的新進展。
國內(nèi)產(chǎn)業(yè)化進程加快
隨著一些高等院校和研究機構(gòu)的許多研究成果從停留在實驗室階段走向產(chǎn)業(yè)化,促進了我國柴油機業(yè)的升級。清華大學(xué)汽車工程學(xué)院教授歐陽明高表示,清華大學(xué)開發(fā)的新型電控直列組合泵共有7項專利,為國產(chǎn)的直列泵改成電控單體達到歐Ⅲ標準提供良好模式。它基本不需要改變原有的生產(chǎn)線,利用原來的直列泵的位置安裝單體泵,并增加ECU、傳感器等零部件,經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計及匹配標定,可以達到歐III排放標準。并且可靠性高、價格低、安裝方便、系統(tǒng)標定過程簡單。
歐陽明高教授進一步指出,與國外同類技術(shù)比較,雖然轎車柴油機肯定是高壓共軌技術(shù)占優(yōu)勢,但商用車由于轉(zhuǎn)速范圍窄、里程長,電控直列組合泵系統(tǒng)在性能、成本、可靠性、可維護性等綜合性能方面具有優(yōu)勢。從近中期看,國內(nèi)柴油車市場主要是商用車市場,因而此系統(tǒng)發(fā)展?jié)摿薮蟆?
此外,清華大學(xué)在新型噴射控制模塊、電控柴油機控制平臺技術(shù)、電控柴油機控制算法、電控柴油機的匹配標定技術(shù)與產(chǎn)品開發(fā)、新型電控柴油動力總成等方面都已取得了一定的成就,產(chǎn)業(yè)化亦在推進。歐陽明高表示,從電控系統(tǒng)應(yīng)用情況來看,威特電噴2006年月產(chǎn)量達1000臺,為大柴配套。并且控制單元部分已擴展應(yīng)用于共軌等其他類型的電控噴射系統(tǒng),北京易控高科公司專門進行這方面的產(chǎn)業(yè)推進。從電控動力應(yīng)用情況來看,玉柴2006年上半年推廣電控柴油機YG6C,達200多套;混合動力輔助動力單元由株洲時代華通公司生產(chǎn),已被安凱客車應(yīng)用。這些市場的推進為下一步的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
除在核心技術(shù)上取得應(yīng)用突破外,在另一方面,電控單體泵技術(shù)的應(yīng)用對柴油機的一些零部件提出更高要求。業(yè)內(nèi)人士指出,電控單體泵技術(shù)的應(yīng)用對單體泵系統(tǒng)的偶件加工精度、電磁鐵、ECU的性能及一致性、可靠性等方面都提出了更高的要求;同時與系統(tǒng)有關(guān)的高壓油管、輸油泵等零部件也都有特殊要求。因此,相關(guān)零部件生產(chǎn)企業(yè)不但應(yīng)該有高精度的加工及檢測設(shè)備,掌握相應(yīng)的加工技術(shù),更應(yīng)加強產(chǎn)品的質(zhì)量管理和服務(wù)意識。
加快提升配套環(huán)節(jié)水準
發(fā)動機作為一套復(fù)雜的系統(tǒng),除燃油噴射技術(shù)至關(guān)重要外,其他如油路系統(tǒng)、后處理技術(shù)、燃料質(zhì)量等亦是使柴油機排放達標的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。美國西南研究院陶小建介紹,油路系統(tǒng)發(fā)展趨勢是:一是更高的油壓;二是智能油路控制系統(tǒng);三是好的濾清和污染排放策略;四是可兼容各種燃燒材料;五是分氣缸控制,這種技術(shù)在美國、日本、歐洲等已經(jīng)市場化,應(yīng)用比較多,中國在這方面可以有所作為;六是后市場維修保養(yǎng)方便。
此外,為滿足日益嚴格的排放標準,從國Ⅳ開始,除了改進柴油燃油噴射系統(tǒng)、優(yōu)化燃燒過程等機內(nèi)凈化措施外,還必須增加機外后處理裝置才能使排放達標。中國汽車工程學(xué)會發(fā)動機分會秘書長陳上華介紹,歐洲主要采用了兩條技術(shù)路線:其一是SCR(選擇性催化還原)技術(shù)路線;其二是EGR+DPF(廢氣再循環(huán)加微粒捕集器)技術(shù)路線。陶小建介紹,美國認為SCR到2010年將是成熟技術(shù)。
他還表示,生物柴油是未來發(fā)展方向,但問題是如何解決高溫問題與油泵問題。國外對生物柴油需求量也比較大,中國企業(yè)如果解決了這些問題,則發(fā)展空間很大。
我國在開發(fā)生物柴油方面稍落后發(fā)達國家,但目前發(fā)展較為迅速。國內(nèi)有清華大學(xué)、北京化工大學(xué)等多家單位已介入了生物柴油技術(shù)領(lǐng)域的研究和開發(fā),也取得了不少成果。據(jù)報道,目前包括已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化及繼續(xù)在研究探討的方法有化學(xué)合成法、生物酶法、超臨界反應(yīng)法等。
緊跟未來發(fā)展潮流
未來柴油技術(shù)發(fā)展是進一步提高噴射壓力并實現(xiàn)多次噴射。歐III排放之后我國會執(zhí)行更嚴格的排放標準,比如歐IV、歐V。而要實現(xiàn)歐IV、歐V的排放標準,泵噴嘴、單體泵都有一定難度,除非經(jīng)過特殊設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)多次噴射;一般采用高壓共軌技術(shù)加EGR(廢氣再循環(huán))技術(shù)及VGT(可變截面增壓器)技術(shù)等。
而各跨國企業(yè)實現(xiàn)這些要求的技術(shù)路線不同。德爾福在中國市場針對中輕型車推廣共軌技術(shù),針對重型車提供泵噴嘴和單體泵技術(shù)。博世電噴系統(tǒng)最新技術(shù)已經(jīng)由電控共軌發(fā)展到電控液力放大系統(tǒng)。博世對中國市場的保守預(yù)測是,到2015年,柴油車所占比例能達到25%。博世與無錫威孚合資成立的新公司專門生產(chǎn)噴油器和噴嘴,旨在中國生產(chǎn)和推廣電控柴油噴射系統(tǒng)。
在APC會議上,日本北海道大學(xué)李鐵表示,未來柴油機技術(shù)的重點是更清潔、更環(huán)保,需要改進的技術(shù)有:燃燒技術(shù)(如多點噴射、HCCL、低溫燃燒、MK燃燒),后處理技術(shù)如DOC、DPF、SCR、LNT等,以及燃料的低硫化、低芳香族化技術(shù)。這一是需要汽車研究機構(gòu)與石油化工產(chǎn)業(yè)的相互提攜;二是需要政府強力正確的指導(dǎo);三是消費者的理解與支持。
嚴格的排放法規(guī)的實施不斷推動柴油機技術(shù)的進步,有利于產(chǎn)品的更新?lián)Q代,給企業(yè)的發(fā)展帶來了機遇。但是,對我國發(fā)動機零部件企業(yè)來說,更是一場嚴峻的挑戰(zhàn),燃油噴射系統(tǒng)的高壓化、電控化是柴油機發(fā)展的必然趨勢。而我國絕大部分燃油噴射系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)僅能夠生產(chǎn)普通的機械泵產(chǎn)品;在電控產(chǎn)品(如ECU、電磁鐵等)方面更是處于空白狀態(tài)。因此我國發(fā)動機零部件企業(yè),應(yīng)在技術(shù)水平的提高、產(chǎn)品的研發(fā)方面加大資金及人才的投入力度,開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品,在與國外企業(yè)的競爭過程中發(fā)展壯大。
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