燃油催化劑助力汽車廠降低國6柴油發動機后處理成本

為了滿足嚴格的第六階段國家柴油車排放標準（以下簡稱“柴油車國6標準”）和非道路第四、第五階段排放標準（“非道路國4、國5標準”），在柴油發動機尾氣后處理系統（EATS）中安裝柴油顆粒捕捉器（DPF）將發揮舉足輕重的作用。
 

盡管自歐5排放法規實施以來已實現較高的DPF的顆粒（煙炱）過濾效率，但DPF再生過程的實施難度依然較大，而且再生受到交通狀況、燃油質量、海拔高度、氣候條件和車速的影響。
 

如果不實施DPF再生，未燃盡煙炱便可能在設備內部發生堵塞，進而影響尾氣排放（氮氧化物、烴類、一氧化氮、顆粒物）和油耗（二氧化碳和成本）。在嚴重堵塞的情況下，DPF的陶瓷結構可能開裂或完全損壞，進而導致顆粒物向大氣排放。

 

圖1：未受控的DPF再生過程和嚴重堵塞造成的一些設備損壞實例

 

通常，DPF再生需要在600-650℃的高溫下實施20分鐘以上。這在要求低能耗（油耗）的城市駕駛條件下很難做到，但再生過程防止DPF在實際駕駛過程中出現損壞和故障非常重要。
 

自2009年以來，為了減少DPF再生對汽車運行和駕駛條件的依賴，索爾維和路博潤合作開發了一種全新的燃油催化劑技術（FBC）—EOLYS POWERFLEX?。這項頂尖的FBC技術結合了最新的低灰分氧化鐵燃油催化劑和路博潤的高性能燃油添加劑，適用于實施歐5和歐6柴油機排放法規及其他同級法規的國家和市場。
 

EOLYS POWERFLEX®是一種可在車載燃油中分散的有機液體。通過一個小型儲料加料系統可在車上直接管理自動加料流程，且整個過程對駕駛員公開透明。

 

添加了EOLYS POWERFLEX®的柴油在氣缸中燃燒時會產生煙炱和氧化鐵催化劑的聚集物，并在“煙炱塊”的生成過程中在DPF內部緊湊地混合在一起。該過程可以優化氧化鐵催化劑在整個煙炱塊內部的分布，促使尾氣相中的氧氣、煙炱和氧化鐵催化劑之間形成密切接觸。在這些條件下，只需要更低的溫度（500℃左右）和更短的時間（5-10分鐘）便可完成DPF再生過程。
 

圖3：600和500℃下添加和不添加FBC的DPF再生過程對比

添加EOLYS POWERFLEX®后可在500℃下實現完全且快速的DPF再生過程

 

 

01.將燃油經濟性提升3-6%，尤其在DPF再生過程實施難度較大的城市駕駛條件下。
 

02.保持高壓共軌燃油噴射系統、渦輪增壓器、EGR閥和放置在DPF前方的EATS部件（如柴油氧化催化劑（DOC），傳感器，選擇性催化還原（SCR），以及諸如等部件的清潔。
 

03.在DOC和DPF涂層的批量生產中將鉑族金屬（PGM）的添加量減少30 - 50% （鉑/鈀），這意味著汽車廠生產一臺發動機可節約成本460-920元。
 

04.通過在DPF再生過程中限制零部件的熱應力，支持 “冷卻HP-EGR + DOC + SCR + DPF” EATS布局。
 

05.由于緊密耦合的SCR催化劑不僅能產生更好的熄火特性，還可以提早車用尿素的噴射時間點，因此可將燃油效率提高2-3%，這意味著氮氧化物的去除效率和發動機燃燒的校準精度也得到了提升，進而為駕駛員提升發動機效率和燃油經濟性。
 

06.通過采用無涂層DPF、1個可控SCR催化劑模塊、1套尿素噴嘴和混合器，以及諸如鐵沸石、釩基或鈰鋯基SCR催化劑等更便宜的SCR材料進一步降低EATS的成本，每臺發動機可降低千元以上。
 

07.無需配備高度復雜且成本高昂的EATS設備便可符合歐6d（實車氮氧化物排放CF<1.43）的排放要求。復雜且昂貴的EATS設備包括雙SCR催化劑系統、雙車用尿素噴嘴、HP/ LP-EGR、以高劑量添加的鉑族金屬（鉑、鈀）、昂貴的銅沸石、涂覆SCR催化劑和/或鉑族金屬的DPF、多傳感器、加熱DOC催化劑等。它們提升了全球管理（校準）、耐久性（OBD、故障）和營運成本（系統零部件成本、校準和工程開發成本）等各方面的復雜性。

 

 

自歐3、歐4和歐5排放標準實施以來，目前已有950萬輛柴油車采用了由EOLYS柴油添加催化劑技術支持的“HP-EGR + DOC + DPF”尾氣后處理系統布局。憑借多年來在轎車、中小型貨車、MPV、SUV和LCV等細分市場的應用經驗，該技術的穩健性、耐用性、可靠性和燃油效率已得到成功證明。
 

自2014年以來，在實施歐6標準的所有地區（歐洲、土耳其、以色列、韓國、日本、印度）中，約有800萬輛裝有“HP-EGR + DOC + SCR + DPF”排氣布局的歐6汽車采用了EOLYS POWERFLEX®。EOLYS POWERFLEX?以極高的成本效益為汽車廠帶來了最佳的靈活性。