國(guó)Ⅳ排放，國(guó)內(nèi)主流廠家比較認(rèn)可SCR技術(shù)路線。預(yù)計(jì)國(guó)Ⅳ時(shí)代，高速物流用牽引車會(huì)采用SCR技術(shù)路線，而對(duì)于中短途載貨車及自卸車將會(huì)采用EGR+DPF技術(shù)路線。

汽車排放是指從廢氣中排出的CO、HC＋NOx、PM等有害氣體。為了抑制這些有害氣體的產(chǎn)生，促使汽車生產(chǎn)廠家改進(jìn)產(chǎn)品以降低這些有害氣體的產(chǎn)生源頭。目前世界上排放法規(guī)主要有三個(gè)體系，即歐洲、美國(guó)和日本的排放法規(guī)體系，其中歐洲標(biāo)準(zhǔn)是我國(guó)借鑒的汽車排放標(biāo)準(zhǔn)，所以下面重點(diǎn)介紹歐洲排放法規(guī)的要求。

A、歐洲排放標(biāo)準(zhǔn)

歐洲標(biāo)準(zhǔn)是由歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)(ECE)的排放法規(guī)和歐共體(EEC，即現(xiàn)在的歐盟EU)的排放指令共同加以實(shí)現(xiàn)的。排放法規(guī)由ECE參與國(guó)自愿認(rèn)可，排放指令是EEC或EU參與國(guó)強(qiáng)制實(shí)施的。汽車排放的歐洲法規(guī)(指令)標(biāo)準(zhǔn)1992年前已實(shí)施若干階段，1992年之前為歐0階段，具體實(shí)施時(shí)間及排放標(biāo)準(zhǔn)見表1。 

歐0階段：采用純機(jī)械式的供油系統(tǒng)(燃油泵或柴油泵)和自然吸氣技術(shù)。

歐Ⅰ階段：在歐0發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械供油系統(tǒng)(燃油泵)基礎(chǔ)上，主要輔以廢氣渦輪增壓技術(shù)。

歐Ⅱ階段：在歐Ⅰ發(fā)動(dòng)機(jī)平臺(tái)上適當(dāng)改進(jìn)，主要輔以廢氣渦輪增壓(水空)中冷技術(shù)或廢氣渦輪增壓(空空)中冷技術(shù)， 供油系統(tǒng)沒有本質(zhì)變化。 

歐Ⅲ階段：對(duì)歐II發(fā)動(dòng)機(jī)平臺(tái)進(jìn)行重大升級(jí)，主要是供油系統(tǒng)發(fā)生了本質(zhì)變化，實(shí)現(xiàn)了供油系統(tǒng)由機(jī)械式控制向電子控制的轉(zhuǎn)化，主要技術(shù)路線包括電控泵噴嘴、電控高壓共軌、電控單體泵和電控H泵+EGR。EGR(廢氣再循環(huán))技術(shù)主要是針對(duì)有害氣體(NOx) 設(shè)置的排氣凈化裝置，它將一部分排氣循入進(jìn)氣管與新鮮空氣混合后進(jìn)入氣缸燃燒，以增加混合氣的熱容量，降低燃燒時(shí)的最高溫度，抑制NOx的生成。

歐Ⅳ階段：在該階段，PM與NOx的排放都做了進(jìn)一步限制，其技術(shù)路線是在歐Ⅲ發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上，供油系統(tǒng)沒有本質(zhì)變化，主要是采取一系列機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)如提高供油系統(tǒng)的控制靈敏性和壓力，燃燒室和進(jìn)氣等進(jìn)一步優(yōu)化，并綜合使用機(jī)外凈化(后處理)技術(shù)。機(jī)外凈化(后處理)技術(shù)目前主要有兩條技術(shù)路線：一種是SCR(選擇性催化還原)技術(shù)，通過機(jī)內(nèi)凈化PM，機(jī)外催化還原；另一種是EGR(廢氣再循環(huán))+DPF(微粒捕集器)+DOC(氧化催化轉(zhuǎn)換器)技術(shù)，通過機(jī)內(nèi)凈化降低NOx，機(jī)外通過微粒捕捉器過濾PM。

歐Ⅴ階段：在該階段，對(duì)PM的要求與歐Ⅳ相同，僅對(duì)NOx的排放做了進(jìn)一步限制。其技術(shù)路線在歐Ⅳ發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上，根據(jù)歐Ⅳ階段采取的技術(shù)路線的不同，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。采用SCR技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)容易，只需要進(jìn)行部分配件和電控參數(shù)上的局部調(diào)整，而采用EGR技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)則需要在管路上進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，改動(dòng)較大?？傊诿恳患?jí)的排放技術(shù)提升中，整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)都需要對(duì)進(jìn)氣系統(tǒng)、供油系統(tǒng)和排氣后處理系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。

國(guó)內(nèi)排放實(shí)施時(shí)間

為了早日與世界接軌，我國(guó)正積極地實(shí)施更為嚴(yán)格的排放法規(guī)，特別是制定了中重型柴油車的排放標(biāo)準(zhǔn)，其實(shí)施步驟是： 2007年初引進(jìn)歐Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)，2010年引進(jìn)歐Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)。

B、 中國(guó)國(guó)Ⅲ排放技術(shù)之爭(zhēng)

1. 國(guó)Ⅲ排放實(shí)施路線 

從歐洲的發(fā)展看，歐Ⅱ到歐Ⅲ和歐Ⅲ到歐Ⅳ，不是一個(gè)量的進(jìn)步方式，而是質(zhì)的飛躍。發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)從機(jī)械式噴油變?yōu)楦咏?jīng)濟(jì)和高效率的電子噴油。在尾氣處理上增加一些微粒捕集器、催化劑之類，進(jìn)一步提高排放和燃燒效率。

目前，國(guó)內(nèi)車用柴油機(jī)針對(duì)國(guó)Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的燃油系統(tǒng)技術(shù)路線主要有四種：電控泵噴嘴(EUI)、高壓共軌(Common Rail)、電控單體泵(EUP)和電控直列泵(EIL)+EGR。在這四種技術(shù)路線中，德爾福在中國(guó)市場(chǎng)針對(duì)中輕型車推廣共軌技術(shù)，針對(duì)重型車提供泵噴嘴和單體泵技術(shù)；博世在中國(guó)市場(chǎng)主推高壓共軌系統(tǒng)；電裝目前正在研發(fā)第3代、第4代共軌系統(tǒng)和為中國(guó)市場(chǎng)的共軌系統(tǒng)作適應(yīng)性二次開發(fā)；而中國(guó)重汽則推出電控直列泵(EIL)+EGR，由于價(jià)格便宜(比共軌便宜1.5萬(wàn)元左右)，一經(jīng)推出就受到市場(chǎng)的追捧。但剛開始實(shí)行國(guó)Ⅲ的時(shí)候，市場(chǎng)上幾乎一邊倒都主推共軌技術(shù)，而重汽的電控直列泵(EIL)+EGR則被競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手戲稱為“假國(guó)Ⅲ”。國(guó)內(nèi)外柴油機(jī)燃油系統(tǒng)的技術(shù)路線之爭(zhēng)都已經(jīng)到了白日化階段，現(xiàn)對(duì)各種路線做一個(gè)剖析。

(1) 電控泵噴嘴技術(shù)(EUI)

在泵噴嘴系統(tǒng)中，電控油泵和噴油嘴之間沒有管路連接，做成一體直接安裝在氣缸蓋上，這樣不占用更多的空間。每一個(gè)油泵都由頂置凸輪軸同時(shí)驅(qū)動(dòng)氣門和泵噴嘴，頂置凸輪軸必須具有極高的硬度和剛度以承受噴油器產(chǎn)生的高壓。同時(shí)，凸輪軸的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也需要專門設(shè)計(jì)。電控泵噴嘴系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，噴油嘴孔徑非常小，所以燃油噴射壓力非常高，形成優(yōu)良的混合氣，確保燃油霧化良好，燃燒效率很高，同時(shí)還可以精確控制噴油始點(diǎn)和噴油量，從而提高柴油機(jī)的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性，降低排放和改善NVH特性。目前，采用該項(xiàng)技術(shù)的車用柴油機(jī)可滿足歐Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)，峰值壓力可達(dá)到2000bar。

該技術(shù)被沃爾沃、曼、依維柯、東風(fēng)、陜汽等企業(yè)采用，另外，美國(guó)康明斯的全電控發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用的也是電控泵噴嘴技術(shù)，目前采用該技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)全球保有量已經(jīng)超過40萬(wàn)臺(tái)，行駛里程達(dá)3000億km，是久經(jīng)考驗(yàn)的成熟產(chǎn)品。

(2) 高壓共軌技術(shù)(Common Rail) 

“CRDI”是英文Common Rail Direct Injection的縮寫，意為高壓共軌柴油直噴系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由高壓油泵、噴油管、高壓蓄壓器(共軌)、噴油器、電控單元、傳感器及執(zhí)行器組成。在高壓油泵、壓力傳感器和ECU組成的閉環(huán)系統(tǒng)中，噴射壓力的產(chǎn)生和噴射過程彼此完全分開，由高壓油泵把高壓燃油輸送到公共供油管，通過控制高壓油泵電磁閥開啟持續(xù)時(shí)間從而對(duì)公共供油管內(nèi)的燃油壓力實(shí)現(xiàn)精確控制；通過控制噴油器電磁閥開啟時(shí)刻、持續(xù)時(shí)間從而控制噴射提前角、燃油噴射量。高壓油管壓力大小與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，可以大幅度減小柴油機(jī)供油壓力隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，從而改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒工作過程，在有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)排放水平的同時(shí)，還能夠改善發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性和降低燃燒噪聲。采用該技術(shù)的國(guó)外公司有沃爾沃、奔馳、曼，國(guó)內(nèi)公司有陜汽、解放、歐曼、紅巖等企業(yè)，國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)廠家有濰柴、玉柴、錫柴。高壓共軌技術(shù)成為目前能夠?qū)崿F(xiàn)國(guó)Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)應(yīng)用最廣泛。

(3) 電控單體泵技術(shù)(EUP)

單體泵指一個(gè)氣缸一個(gè)油泵，這里的油泵指的是高壓油泵，或稱為噴油泵。電控單體泵技術(shù)的主要技術(shù)特征是其油泵與配氣機(jī)構(gòu)共用一根凸輪軸，使結(jié)構(gòu)得到最大程度的簡(jiǎn)化，并縮短了油泵出油口到噴油器的管路距離。由于油泵提升壓力原理與直列泵類似，所以其噴油規(guī)律為“三角形”的前緩后急的特征，一定程度上有利于燃燒過程的優(yōu)化，最高壓力可達(dá)到1800~2000bar。該技術(shù)用在奔馳、珀金斯、依維柯、道依茨，國(guó)內(nèi)有道依茨一汽大柴、玉柴等。

電控單體泵系統(tǒng)已在歐美成功使用了十多年，被公認(rèn)為性能優(yōu)越、穩(wěn)定可靠、使用壽命長(zhǎng)的電控燃油噴射系統(tǒng)之一。在近幾年內(nèi)，歐洲和北美的重型車生產(chǎn)商仍將會(huì)采用電控單體泵系統(tǒng)。對(duì)于中國(guó)市場(chǎng)來(lái)說，單體泵對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的改動(dòng)非常少，只在油路系統(tǒng)做些變化。而且，單體泵對(duì)油品質(zhì)量的忍耐程度比共軌系統(tǒng)好很多。由于一直以來(lái)沿襲前蘇聯(lián)的煉油模式，中國(guó)柴油除了雜質(zhì)高之外，硫含量也非常大。目前，歐洲可以達(dá)到每百萬(wàn)單位10~15個(gè)單位含量的硫(10~15PPM)，在中國(guó)平均水平只有300PPM，北京的最好水平也就是50PPM。

(4) 電控直列泵(EIL) +EGR技術(shù)

電控直列泵+EGR技術(shù)全稱為機(jī)械式電控直列泵燃油噴射系統(tǒng)和冷卻的電控EGR(廢氣再循環(huán))技術(shù)。該技術(shù)是由發(fā)動(dòng)機(jī)ECU(電控單元)進(jìn)行控制，通過進(jìn)氣溫度傳感器、進(jìn)氣壓力傳感器、水溫傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、油門傳感器以及車輛制動(dòng)信號(hào)來(lái)感知發(fā)動(dòng)機(jī)的各種狀態(tài)，從而控制EGR控制閥的開度和廢氣再循環(huán)比率，引回部分廢氣與新鮮空氣共同進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)參與燃燒，既降低氣缸內(nèi)的燃燒溫度，又有效控制高溫富氧條件下NOx的生成，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中的NOx含量。

目前，國(guó)內(nèi)中國(guó)重汽宣稱擁有國(guó)家工信部與環(huán)保部認(rèn)可的電控直列泵+EGR技術(shù)的國(guó)Ⅲ發(fā)動(dòng)機(jī)。進(jìn)入2009年，一汽錫柴、玉柴、上柴、濰柴、康明斯等也都提供電控直列泵+EGR發(fā)動(dòng)機(jī)，但都沒有得到環(huán)保部的認(rèn)可。

大量國(guó)內(nèi)外實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和理論研究都表明：電控泵噴嘴系統(tǒng)、電控高壓共軌系統(tǒng)、電控單體泵系統(tǒng)、電控直列泵系統(tǒng)等都有滿足目前國(guó)Ⅲ和將來(lái)國(guó)Ⅳ排放要求的能力。這四種系統(tǒng)因各自的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在技術(shù)上各有各的特點(diǎn)。就國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)發(fā)展來(lái)說，是因地制宜，要從成本、性能、匹配、售后服務(wù)等各方面綜合來(lái)分析，選擇適合自己、適合國(guó)情的發(fā)動(dòng)機(jī)排放路線。