国六发动机排放标准及关键技术研究

国六发动机排放标准及关键技术研究

作者：余宏

来源：《西部论丛》2020年第07期

摘要：本文對国六发动机排放标准进行了简要介绍，包括《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》和《重型柴油车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》2部分，并对国六发动机关键技术进行了研究。

关键词：国六排放;轻型车;重型车;关键技术

1.国六排放标准实施时间

国六排放标准包括《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》和《重型柴油车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》2部分，由环境保护部、国家质检总局分别于2016年12月23日、2018年6月22日发布，《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》自2020年7月1日起实施，《重型柴油车污染物排放限值及测量方法（中国第六阶段）》自2019年7月1日起实施。

2.国六排放标准解读（轻型车）

标准仍然采用欧标体系，重点内容包括：实施时间、车型范围、试验项目、试验限值、OBD功能、排放质保期、一致性检查、在用车符合性检查等8大方面的要求。国六相对欧VI 更加严格。

3.国六排放标准解读（重型车）

标准仍采用欧标体系，重点内容包括实施时间、车型范围、试验项目、试验限值、OBD 功能、排放质保期、一致性检查、在用车符合性检查等8方面的要求。国六相对欧VI更严格。

4.国六排放关键技术

为满足国六排放要求及第四阶段燃油消耗，采用如下关键技术：

1、DOC、DPF、SCR后处理技术。后处理系统由载体、涂覆、封装组成。DOC（柴油机氧化催化）技术一般以金属或陶瓷作为催化剂的载体，涂层中主要活性成分是铂系、钯系等贵重金属与稀土金属。当柴油机的尾气通过催化剂时，HC化合物和CO等在较低温度下可以很快地与尾气中的氧气进行化学反应，生成无污染的水和CO2，达到净化尾气中HC、CO的目的。

DPF（柴油机颗粒过滤）技术是比较好的降低排气中的颗粒的方法。在DPF基础上进行SCR（选择催化还原剂）涂覆，可以降低氮氧化物的排放。

SCR技术（选择催化还原剂）是有效降低氮氧化物排放的方法。通过氨气作为还原剂，将氮氧化物还原成氮气和水，非常有效的降低氮氧化物排放。

2、VGT涡轮增压技术及水冷中冷技术。VGT是可变截面涡轮增压，VGT技术的核心部分就是可调涡流截面的导流叶片，在系统工作时，废气会顺着导流叶片送至涡轮叶片上，通过调整叶片角度，控制流过涡轮叶片的气体的流量和流速，从而控制涡轮的转速。相比WGT增压技术，可以适应发动机不同的运行工况，有效降低污染物排放。

3、EGR技术。废气再循环系统（Exhaust Gas Recirculation）简称EGR，是将柴油机或汽油机产生的废气的一小部分再送回气缸。再循环废气中不可再燃烧的 CO2 及水蒸汽废气的热容量较大，能使燃烧过程的着火延迟期增加，燃烧速率变慢，缸内最高燃烧温度下降会延缓燃烧过程，也就是说燃烧速度将会放慢从而导致燃烧室中的压力形成过程放慢，这就是氮氧化合物会减少的主要原因。提高废气再循环率会使总的废气流量（mass flow）减少，因此废气排放中总的污染物输出量将会相对减少。EGR系统的任务就是使废气的再循环量在每一个工作点都达到最佳状况，从而使燃烧过程始终处于最理想的情况，最终保证排放物中的污染成份最低。

4、气道涡流控制技术。发动机的燃烧过程不仅受混和气成分、温度、压力和空间分布的影响，还受宏观尺度的涡流和微观尺度的湍流的影响，因此高效柴油机必须开发先进的气道、燃烧室形状以满足缸内气体运动的需求。通过先进的气道涡流流控制技术，结合进气歧管涡流翻板和燃烧室形状匹配，可以较大改善发动机的低速段燃烧速度，降低燃烧消耗。

5、高压电控喷射技术。柴油机共轨式电控燃油喷射技术成了计算机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油结构于一身。该技术的主要特点是采用先进的电子控制装置及配有高速电磁开关阀;采用共轨方式供油;高速电磁开关阀频响高，控制灵活;系统结构移植方便，适应范围宽。柴油机共轨式电控燃油喷射技术通过共轨直接或间接地形成恒定的高压燃油，分送到每个喷油器，并借助于集成在每个喷油器上的高速电磁开关阀的开启与闭合，定时、定量地控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量，从而保证柴油机达到最佳的燃烧比和良好的雾化，以及最佳的点火时间、足够的点火能量和最少的污染排放。