编者按：我国目前柴油发动机满足国Ⅳ排放标准的技术，主要是引进国外的技术方案。目前主流的技术路线有两条，一是选择性催化还原（SCR），二是废气再循环（EGR）+柴油颗粒捕捉器/氧化催化转换器（DPF/DOC）。这两种技术路线是否适应中国国情？能否在中国得到较好的应用？在技术路线的选取上应注意哪些问题？特别是对于现在业内关注度更高的SCR技术路线，在大规模应用之前应该注意哪些问题？这些都是有必要充分研究的问题。本报特别邀请国内内燃机行业专业人士围绕“国Ⅳ升级技术路线的选择”这个话题进行讨论，希望引起行业组织、企业界和管理部门的重视，并且为中国柴油发动机行业更健康的发展献计献策。
中国内燃机工业协会副秘书长葛红：
走适合中国国情的高端技术路线
据中国内燃机工业协会副秘书长葛红介绍，早在2004年杭州举办的国Ⅳ重型柴油机技术路线研讨会上，针对国Ⅳ技术路线选择问题，政府有关部门、行业协会、工程学会和相关研发机构的有关专家和主要柴油机生产企业代表展开了讨论，并达成共识，认为SCR是现阶段最适合中国实际情况的重型柴油机国Ⅳ技术路线。
葛红告诉记者，从节能减排和技术先进性角度看，应用SCR降低油耗和降低氮氧化物的措施是几乎相互独立。实验结果表明：国Ⅳ柴油机采用SCR技术比采用EGR加颗粒捕捉器技术油耗要低5%左右。选择SCR技术路线实现国Ⅳ时，具有可靠性高、稳定性好、燃油消耗量低、功率密度高、换油周期长、散热要求低等优点，而且升级国Ⅴ时，SCR比EGR更容易。
根据中国内燃机工业协会调研情况，国内生产重型车用发动机的大部分企业采用的技术路线为SCR方案，使用国Ⅲ阶段柴油基本正常运行，如潍柴、玉柴、东风康明斯等都已经拥有了达到国Ⅳ标准的柴油机，并可小批量生产。
“采用哪种技术路线，最终还是由市场决定。中内协将积极倡导和推动内燃机行业履行社会责任，鼓励企业加快产业结构调整，加快产品和技术升级，加快提升影响排放指标的关键部件和系统的技术品质，鼓励企业走适合中国国情的高端技术路线。”葛红对记者说。同时，她建议国家环保部门加大对标准执行的监督和检查力度，鼓励企业采用先进技术，对采用先进技术的产品给予政策扶持，以缩短中国内燃机与国外内燃机技术的差距，促进我国节能减排工作持续发展。
天津大学内燃机研究所高级工程师徐玉梁：
两条路线都有可行性 技术选择离不开国情
据了解，国内很多柴油机企业都在研发达到国Ⅳ要求的技术和产品，希望国家出台新的政策和标准后，能推出满足要求的产品。一般情况下，重型商用车柴油机主流技术路线有两条：一是SCR方案；另一个是EGR+DPF，国内目前已大体确定为SCR方案。轻型车主流技术路线尚未完全确定，考虑后处理装置的成本，国内厂家较多采用电控E?鄄GR+DOC方案。
“从国外情况看，SCR在欧洲长途载货车应用较多，而美国的主流技术路线是EGR+DPF。采用SCR的欧Ⅳ柴油机可以节油3%~6%，非常适合石油相对匮乏的欧洲国家，相对低的燃油成本会促使长途货车的使用者愿意克服尿素添加带来的不便；而美国的燃油价格长期相对较低，同时尿素价格相对较高，所以柴油车的使用者没有表现出对SCR的青睐。不同的技术方案是由市场决定的，例如康明斯公司在北美市场采用的是冷却EGR，而在欧洲则采用SCR技术。” 徐玉梁对记者说。
“这两条路线都能解决柴油机国Ⅳ升级问题，但严格讲现阶段国内的基础设施和配套监管都有一定差距。因为若采用SCR技术路线，需要建立尿素生产供应和加注体系。另外，SCR系统需要布置尿素罐，对车辆空间有要求。从用量角度，尿素的消耗量约等于3~5%的燃油消耗量，需要驾驶员及时添加尿素，否则国Ⅳ排放只是实验室的数据。EGR+DPF技术路线则对燃油品质要求较高，含硫量至少控制在50ppm以下，国内目前供应给国Ⅲ车使用的柴油含硫量指标是低于350ppm，若采用第二条路线必须在全国范围实现含硫量低于50ppm柴油的供应。另外EGR+DPF技术会使燃油消耗量增加，而且DPF也需要定期清洁再生。”他告诉记者。
徐玉梁指出，从长远看，重型车采用SCR更适合节能减排的大趋势，而且任何单一的措施将不能达到未来更高的排放要求。目前，美国重型柴油车2010年以后氮氧化物的排放指标进一步降低，单纯EGR等机内降低氮氧化物的措施很难达到，中长期必然会采用SCR技术；欧洲在欧Ⅴ以后将进一步对颗粒排放物的数量和粒径大小进行控制，DPF也必不可少。国家促进技术升级和逐步降低排放的方向是正确的，但在实际应用中，还有很多问题需要解决，时间比较紧迫。
清华大学汽车系副高级工程师杨福源：
中重型商用车适合SCR 中轻型车与乘用车适合EGR
“这个问题已经在业内讨论了很长时间，柴油机从国Ⅲ升级到国Ⅳ主要采用排放后处理方法，成熟技术路线有SCR和DPF两种。”清华大学汽车工程系现代柴油机排放控制技术研究专家杨福源告诉记者。据介绍，SCR技术是首先使机内降低颗粒物含量，通过排放后处理催化还原降低氮氧化物含量；DPF技术过程相反，废气再循环后在机内降低氮氧化物含量，然后通过颗粒捕捉器降低颗粒物。
杨福源指出，这两条技术路线侧重点不同，该如何选择要看应用的具体车型。中重型商用车比较适合SCR，原因是DPF的机内净化氮氧化物必须与EGR结合，而EGR需要通过冷却循环废气，排量大的发动机，循环废气量大，需要冷却水多，相应损耗发动机功率就多，这对整机经济性影响很大。在乘用车方面，由于SCR需添加尿素，在人口密集市区泄漏，会非常危险。
针对SCR钒基（主要物质为五氧化二钒）有毒，杨福源解释说：“之所以采用钒基，是因为其耐硫性好。尽管在高温条件下，它会产生一些有害物质，但因为柴油机排放温度很少达到550℃以上，实际产生的有毒物很少。而其他催化剂耐硫性不好，很容易失效，难以使尿素起到还原氮氧化合物的作用。”
据了解，国内已经有几万台达到国Ⅳ标准的发动机采用了SCR，目前，国际上柴油机排放后处理发展最成熟的是欧洲，美国和日本一般在中重型商用车上才会采用柴油机，他们使用的SCR较多，欧洲大量柴油轿车上选择的是DPF。同时，杨福源告诉记者，单一依靠生物柴油来升级国Ⅳ是不现实的，因为制造柴油的原料很少，不能供应批量使用。目前，发动机排放升级的实验室方法很多，但能够大量推广、产业化的只有这两种。针对我国该选择哪种方式，他认为，我国情况复杂，肯定是高、中、低档车有不同的方式，可能正规版和山寨版都会出现。
