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18年完成6級跳躍 油品或是國六最大障礙

【卡車之家 原創】7.1日起,北京、上海、天津、河北、廣東等多地開始實施國六排放標準。同日,康明斯在位于武漢的東亞研發中心慶祝了它百歲華誕,并且揭秘了它的國六技術。

18年完成6級跳躍 油品或是國六最大障礙

中國在18年當中,經歷了國一到國六的升級。對于國人、對于像康明斯這樣的發動機廠商來說,面對幾乎3年一次的排放升級,是一種巨大的挑戰。

18年完成6級跳躍 好在有技術儲備

18年完成6級跳躍 油品或是國六最大障礙

面對中國快速的排放升級,康明斯副總裁、中國區首席技術官彭立新博士說:按照正常的時間表,一般來說開發一款發動機需要3-5年的時間。因為首先你要確定什么樣的技術最適合,再到開發產品,再到后期的驗證,如果正常的時間表算,是非常緊張的,也幾乎是不可能的。

但是康明斯有兩個具有優勢的條件,一是康明斯在國六之前有歐六,在國五之前有歐五,在國四之前有歐四。這樣的技術儲備可以讓康明斯知道哪些環節是關鍵,哪些環節需要去多花功夫去做,這樣的優勢,也是讓康明斯能夠迅速應對中國排放標準的前提。

第二方面,康明斯的整個流程具有優勢。康明斯目前是開發一代、研究一代、生產一代的流程,拿康明斯東亞研究中心來說,就有一幫人專門做開發,還有一幫人專門做探討。

在做國五的時候,康明斯國六項目已經開始,他們不必等到政府的決策就已經開始了下一代產品的儲備。

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所以對于康明斯來說,排放的升級并不是很大的挑戰。彭立新博世說:因為我們具有很好的流程,以及我們有很好的全球經驗可以借鑒。

從國一發動機到國六發動機,經歷了很多技術方面的轉變。彭立新博世說,柴油發動機要工作,離不開氣和油,那么排放的升級也就應對氣和油做改變。

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比如國一到國二,是針對氣的改變,從過去的自然吸氣轉變為渦輪增壓,讓發動機擁有更多的燃燒空氣,從而提高發動機的燃燒效率。

國二到國三,是針對油的改變,從過去的機械泵轉化為電控泵;國三到國四的轉變單獨依靠發動機來講已經實現不了,所以是一個很大的系統工程;國四到國五的升級變化并不是很大,只是一些數據的改變。

國內油品問題嚴峻 國六升級需全行業支持

而從國五到國六的升級,是非常龐大的系統工程,比如引進DPF,以及DPF的再生以及油品的含硫問題等,整個系統的集成是巨大的挑戰。

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國六排放標準的達成,要求油品當中的含硫量要在10ppm以下,但是國內的實際情況并不樂觀。

據康明斯調查取樣發現,國內的三桶油(中石化、中石油、中海油),大概90%都能夠滿足國六排放對于油品的要求。

但是國內的用車環境非常的復雜,單獨的“三桶油”取樣并不能說明實際的用車環境問題。2017年開始,康明斯花費大量的精力從車輛的油箱當中取樣80余份,得到的答案非常嚴峻。

經測試,80多份樣品當中只有9%滿足國六階段發動機對于油品的要求。91%的柴油含硫量超標,最高的柴油含硫量達到9000ppm,超過標準900倍。

這樣的油品對于國六發動機來說意味著什么?最直接的就是DPF問題。

所謂DPF,簡單的來說是一個過濾的容器。它可以有效的過濾掉尾氣排放當中的煙灰,并且在積攢一定的時間之后通過主動再生和被動再生的方式讓其燃燒殆盡。

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一般來說,DPF的主動再生時間為100小時,當然這是在油品的含硫量達標的情況之下。含硫量的超標將直接導致DPF再生時間的縮短,比如含硫量達到1000ppm,原先預設的100小時再生就變為10小時再生。

這樣會帶來怎樣的壞處呢?一方面是因為長時間的高溫再生(溫度600度左右),加快DPF系統的損壞;另一方面是DPF再生需要通過發動機高速運轉來實現,也就增加了用戶的燃油消耗,對于用戶來說會讓他們非常的惱火。

另外還有間接的問題伴隨而至。DPF再生的時候,會有一些柴油進入到油底殼里面稀釋機油,按照100小時再生一次的頻次,機油在它整個生命周期當中是不會有問題的。但是如果縮短了再生工作的時間,機油被過早稀釋,很有可能造成發動機的磨損。

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所以,高含硫量的柴油對于國六發動機是災難性的。

國六升級,不單單是法規的升級,更重要的是從政府層面出發,自上往下在面對國六排放標準的態度。國六升級,需要整個系統的運作來給國六排放升級保駕護航。

非EGR路線得到驗證 國六標準成全球標桿

和很多發動機設計不同的是,面對更高的排放標準要求,康明斯采用了非EGR路線,這也讓很多人產生了一些疑問。

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康明斯之所以采用非EGR路線,是因為他們之前就有大量的驗證:非EGR路線可以降低發動機零部件的數量,同時也可以為用戶降低養護以及維修的成本。

彭立新坦言道:探討國六之初,康明斯就意識到EGR路線在中國市場上會因為油品含硫量、服務能力、成本等問題并不會太樂觀。在加上在美國市場當中,發動機有接近50%的維修費用來自EGR,所以康明斯一直在探討是不是應該采用非EGR路線。

通過歐六階段投放3.8升非EGR的試水,也證明了更高排放標準當中非EGR路線的可行性,也給了康明斯決定采用非EGR的決心。同時,他們也針對非EGR路線列舉了大量的問題,比如在某一個環節失效模式下,發動機如何保證正常的運轉。

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最后,答案是可行的。也就有了今天的國六非EGR路線產品。

從全球的排放標準來說,目前中國所實施的國六排放標準,嚴苛程度在全球范圍來說,是站在最高端。

康明斯的全球六的實施當中,中國的國六開發,有全球的技術儲備和資源的配合,為國六的發動機開發提供了很好的技術支持。

未來其他市場上的六階段排放技術,我們也可以借鑒中國的國六項目的經驗、技術和平臺。縱觀全球來看,過去國外的排放技術水平上要高于中國,但是隨著國六排放標準的實施,中國的國六反而會被認證到歐六D階段,可以應用到歐洲市場。

針對售后服務市場,未來最大的難點應該會在DPF的維修和保養上面。康明斯在美國和歐洲市場的DPF上面的經驗累積已經十多年,這其中包含DPF的服務、DPF在后市場上面面對的一些挑戰等,可以說康明斯非常有經驗來應對。

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目前,位于武漢的康明斯東亞研發中心是康明斯位列第二的研發中心。隨著中國市場的重要程度不斷增強。未來,康明斯東亞研發中心將會擴大規模,來更好的和中國的主機廠完成鏈合,共同來推動中國商用車事業的發展和前行。(文/圖 霍景春)

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康明斯ISB6.7G 240 240馬力 6.7L 國六 柴油發動機
排放標準:國六
排量:6.7L
最大馬力:240馬力
最大扭矩:560N.m
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