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高硫柴油對(duì)柴油機(jī)排放控制系統(tǒng)的影響

世界各國(guó)的排放法規(guī)都變得越來(lái)越嚴(yán)格，如歐盟2014年1月開(kāi)始實(shí)施的歐6排放法規(guī)。因此，柴油機(jī)必須同時(shí)采用氧化催化器（DOC）、柴油機(jī)微粒過(guò)濾器（DPF）、SCR（選擇性催化還原）、EGR（廢氣再循環(huán)）等多種后處理系統(tǒng)。然而，僅通過(guò)制定更為嚴(yán)格的法規(guī)以迫使汽車生產(chǎn)商采用先進(jìn)的廢氣后處理系統(tǒng)并不能保證達(dá)到預(yù)期的減排目的，還需要對(duì)燃油品質(zhì)進(jìn)行更為嚴(yán)格的規(guī)定。因?yàn)槿加推焚|(zhì)如十六烷值、密度、發(fā)熱量、粘度、冷特性和硫含量等將影響后處理系統(tǒng)的使用特性，尤其是柴油中硫燃燒產(chǎn)生的SO2將大大降低后處理系統(tǒng)組件的性能和使用壽命。因而，為達(dá)到歐6排放法規(guī)，各國(guó)都在使用低硫柴油作為主要燃料，而對(duì)于巴西等發(fā)展中國(guó)家則會(huì)限制這種較高成本低硫柴油的使用。對(duì)此，分析了高硫柴油的使用對(duì)柴油機(jī)后處理系統(tǒng)的影響，從而確定其對(duì)排放控制系統(tǒng)的影響。

對(duì)現(xiàn)行的歐6排放法規(guī)進(jìn)行了介紹。歐6排放法規(guī)所規(guī)定的測(cè)試循環(huán)為WHSC（穩(wěn)態(tài)測(cè)試循環(huán)）和WHTC（瞬態(tài)排放測(cè)試循環(huán)），且在這兩種循環(huán)工況下不再采用加權(quán)計(jì)算，而對(duì)整個(gè)測(cè)試周期進(jìn)行連續(xù)采樣，使測(cè)試循環(huán)更接近真實(shí)情況。測(cè)試循環(huán)在這兩種循環(huán)工況下，要求CO排放量分別低于1500、4000mg/kWh；HC排放量分別低于130、160mg/kWh；NOx排放量分別低于400、460mg/ kWh；顆粒物排放量分別低于10、10mg/kWh。試驗(yàn)時(shí)，選用一個(gè)直列6缸重型柴油機(jī)，其具有渦輪增壓和燃油共軌噴射系統(tǒng)，聯(lián)合后處理系統(tǒng)（包括DOC、DPF、SCR 和EGR），燃油共有兩種S-500柴油（硫含量為500mg/L）和S-10柴油。試驗(yàn)時(shí)，分別選用被硫化的聯(lián)合后處理系統(tǒng)和全新的后處理系統(tǒng)。為了確定DOC、DPF、SCR 和EGR單個(gè)系統(tǒng)受硫化作用的影響，又進(jìn)行單個(gè)系統(tǒng)被硫化的試驗(yàn)，每類試驗(yàn)進(jìn)行20h。試驗(yàn)顯示，采用S-500柴油發(fā)動(dòng)機(jī)NOx轉(zhuǎn)化率從93.6%降至70%，超過(guò)了歐6排放法規(guī)的規(guī)定值，且硫化后的系統(tǒng)可能激活發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈。

LeonardodeOliveiraCosta et al.SAE 2014-36-0460.

編譯：陳丁躍