车用发动机效率提升和排放控制回顾(上)

回顾了2016年车用发动机在效率提升、排放法规和排放控制技术方面取得的具有代表性的重要进展。首先,介绍车用发动机排放法规的主要发展情况,包括最新提出的欧洲实际行驶排放(RDE)法规的颗粒数(PM)排放标准,以及中国和印度2020年后将要实施的类似于欧6的排放法规。到2023年,中国的排放标准将比欧6法规收紧30%～40%。美国加里福尼亚州重型车低氮氧化物(NO_x)排放法规正在向前推进,美国环保署正在考虑提出一项拟于2023年后实施的全美统一的排放法规建议草案。美国还最终确定了2021～2027年的新一轮重型车用发动机温室气体(GHG)排放法规,要求发动机的CO_2减排5%。轻型车和重型车发动机的效率有明显提高。总结了汽油机和柴油机为满足排放标准和温室气体法规而取得的主要进展。某些轻型车汽油机设计概念能够达到的排放水平要比现今汽油直喷发动机的排放量降低10%～15%,有些甚至能降低35%之多。严格的CO_2排放法规将要求车辆采用混合动力,以及进行高性能柴油机的开发。重型车用柴油机通过采用各种可实现商用化的技术达到了高于50%的有效热效率,还提出了一些能使有效热效率达到55%的建议方案。择要介绍了稀燃NO_x控制技术(包括选择性催化还原(SCR)催化器、SCR过滤器和组合系统)的发展情况,关注的重点是它们的耐久性和如何实现大幅度减排的目标。柴油机PM减排环绕着柴油机颗粒过滤器和SCR过滤器的碳烟再生开展工作。氧化催化器的研究侧重于225～250℃时丙烷、CO和甲烷的氧化。对可能影响排放的各种因素进行了综合评述。人们对汽油机颗粒过滤器的耐久性和灰分承载量有了更好的了解。讨论了几种三效催化器的开发情况,结果显示,人们对低成本催化系统重要性的认识有所提高。最后总结了几家实验室在稀燃汽油机排放控制方面取得的进展。