1 “十一五”以來我國(guó)機(jī)動(dòng)車的主要技術(shù)進(jìn)展

1.1 排放控制標(biāo)準(zhǔn)逐步與世界接軌

我國(guó)目前又頒布了幾個(gè)方面移動(dòng)源的排放控制相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如《重型汽車排放控制裝置耐久性標(biāo)準(zhǔn)》（GB 20890-2007）、《重型汽油車(機(jī))排放標(biāo)準(zhǔn)》（第Ⅲ、Ⅳ階段）、《通用小汽油機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)》（第Ⅰ、Ⅱ階段）、《非道路移動(dòng)機(jī)械排放及煙度標(biāo)準(zhǔn)》（第Ⅰ、Ⅱ階段）、《摩托車第Ⅲ階段排放標(biāo)準(zhǔn)》、《輕便摩托車第Ⅲ階段排放標(biāo)準(zhǔn)》和《在用摩托車及輕便摩托車排放標(biāo)準(zhǔn)》（第Ⅲ階段）等。而在2010年前，國(guó)家還將制訂各類機(jī)動(dòng)車更高階段的排放標(biāo)準(zhǔn)。此外，摩托車燃油蒸發(fā)標(biāo)準(zhǔn)、非道路移動(dòng)機(jī)械用點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)、船用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)、火車機(jī)車內(nèi)燃機(jī)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，以及非道路移動(dòng)機(jī)械噪聲標(biāo)準(zhǔn)也將陸續(xù)頒布實(shí)施。

我國(guó)在2007年7月1日和2010年7月1日實(shí)施的《輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)Ⅲ、Ⅳ階段）》（GB18352.3－2005），相當(dāng)于歐洲Ⅲ、Ⅳ階段標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)測(cè)算，輕型汽油車從國(guó)Ⅱ階段到國(guó)Ⅲ階段，機(jī)動(dòng)車CO排放量削減了約30％、HC和NOx排放量各削減了約40％；而從國(guó)Ⅲ階段到國(guó) Ⅳ階段，機(jī)動(dòng)車排放的污染物均進(jìn)一步大幅度降低，CO排放量削減了約56％、HC排放量削減約50％、NOx排放量削減近50％。同樣，對(duì)于重型車，環(huán)境保護(hù)部2005年5月30日批準(zhǔn)發(fā)布的《車用壓燃式、氣體燃料點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車排氣污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ階段）》分別要求在 2008年1月1日、2011年1月1日和2013年1月1日達(dá)到相當(dāng)于歐洲Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ階段的中國(guó)Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ階段排放標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)測(cè)算，國(guó)Ⅲ階段和國(guó)Ⅰ階段相比，機(jī)動(dòng)車尾氣顆粒物減排了70％、NOx減排了39％；國(guó)Ⅲ階段和國(guó)Ⅱ階段相比，顆粒物和NOx分別減排了30％左右。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)實(shí)施國(guó)Ⅰ、國(guó)Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)以來（2000-2004年），約減排了555萬噸CO、106萬噸HC、151萬噸NOx和4900噸顆粒物。

1.2 技術(shù)進(jìn)展

為了滿足不斷嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)及節(jié)能減排的趨勢(shì)，國(guó)內(nèi)的機(jī)動(dòng)車相關(guān)企業(yè)在諸多方面開展了研究（如氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)、太陽能發(fā)動(dòng)機(jī)等），并取得了一些重要成果，有些成果已進(jìn)入實(shí)用階段，如混合動(dòng)力技術(shù)（電動(dòng)機(jī)與內(nèi)燃機(jī)的結(jié)合）等。常規(guī)動(dòng)力的機(jī)動(dòng)車研發(fā)進(jìn)展最大，如更低排放的電控汽油機(jī)和柴油機(jī)，包括機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)、機(jī)外凈化技術(shù)。 1.2.1 汽油車排放污染物控制技術(shù)

汽油機(jī)的排放控制技術(shù)在燃油噴射系統(tǒng)和進(jìn)氣系統(tǒng)等方面得到進(jìn)一步發(fā)展。電噴發(fā)動(dòng)機(jī)+三元催化轉(zhuǎn)化器仍然是標(biāo)準(zhǔn)的排放控制配置。汽油機(jī)排放控制方面出現(xiàn)了OBD（On-Board Diagnostis，車載自動(dòng)診斷系統(tǒng)）技術(shù)，這種技術(shù)在國(guó)內(nèi)可以視為一種新技術(shù)挑戰(zhàn)。

1.2.2 柴油車排放污染物控制技術(shù)

（1）電控高壓噴射技術(shù)

主要有電控單體泵（可使噴油壓力達(dá)到110～130MPa）、電控分配泵、高壓共軌。該系統(tǒng)是面向歐Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)下產(chǎn)生出來的典型技術(shù)。其通過電控多段噴射實(shí)現(xiàn)了對(duì)燃燒過程的優(yōu)化控制；通過提高噴射壓力改善了可燃混合物的混合質(zhì)量，為實(shí)現(xiàn)均質(zhì)燃燒創(chuàng)造了條件。電控高壓共軌技術(shù)還為柴油機(jī)的排氣后處理提供了便利（實(shí)現(xiàn)后噴射），是面向歐Ⅳ法規(guī)的柴油機(jī)基本技術(shù)。目前的發(fā)展趨勢(shì)是更高的噴射壓力（200MPa）、更小的噴孔直徑（0.11～0.13mm）、更短的響應(yīng)時(shí)間（0.1ms）。電控泵噴嘴系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是無高壓油管的噴射壓力損失，從而可在低速時(shí)能得到較高的噴射壓力，目前被看作是重型柴油車滿足嚴(yán)格的排放法規(guī)和燃料經(jīng)濟(jì)性要求的最佳選擇之一。

（2）增壓中冷技術(shù)

是目前柴油機(jī)新產(chǎn)品普遍采用的技術(shù)。該技術(shù)降低了油耗和CO、HC、NOx及碳煙的排放�？勺儙缀螠u輪（VGT、VNT）增壓器用在大型增壓發(fā)動(dòng)機(jī)上，可改善低速扭矩特性和響應(yīng)特性，也可使低工況下的HC、CO和微粒排放得到改善，但其對(duì)降低NOx的效果不大。

（3）排氣再循環(huán)（EGR）技術(shù)

該技術(shù)是目前控制NOx的最基本和有效的方法。

（4）排氣后處理技術(shù)

主要有氧化型催化轉(zhuǎn)化器（DOC）、選擇性催化還原技術(shù)（SCR）和顆粒捕集器（DPF）。DOC用于凈化顆粒物中的SOF和氣態(tài)CO、HC。SCR是凈化NOx最理想的技術(shù)，但附加裝置比較復(fù)雜。DPF是目前降低尾氣顆粒物排放的最有效的技術(shù)。

（5）發(fā)動(dòng)機(jī)本身結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)

包括多氣門設(shè)計(jì)、進(jìn)氣渦流優(yōu)化、燃燒室優(yōu)化和降低機(jī)油消耗等措施，都是改善發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒、降低排放的手段。

（6）低硫或無硫柴油

對(duì)柴油機(jī)顆粒物排放影響較大，而且硫含量對(duì)某些后處理裝置的工作性能有很大的影響。

（7）發(fā)動(dòng)機(jī)綜合管理系統(tǒng)

利用電子技術(shù)對(duì)柴油機(jī)各個(gè)工作環(huán)節(jié)進(jìn)行精確控制，達(dá)到對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行電子綜合控制的目標(biāo)。

1.2.3 車用燃油

我國(guó)在2003年實(shí)施了相當(dāng)于歐Ⅱ水平的機(jī)動(dòng)車排放標(biāo)準(zhǔn)，在2008年實(shí)施相當(dāng)于歐Ⅲ水平的標(biāo)準(zhǔn)，并將于2010年與國(guó)際水平接軌。
我國(guó)目前實(shí)行的車用燃油標(biāo)準(zhǔn)為第二階段的燃油標(biāo)準(zhǔn)，燃油中的平均硫含量在500～2000ppm之間，而歐美已達(dá)到低于150ppm的水平。國(guó)內(nèi)車用燃油標(biāo)準(zhǔn)在個(gè)別城市現(xiàn)已經(jīng)接近與機(jī)動(dòng)車排放標(biāo)準(zhǔn)同步，并開發(fā)出了硫含量在150ppm甚至50ppm以下的低硫燃油。

1.2.4 機(jī)動(dòng)車噪聲控制
《汽車加速行駛車外噪聲限值》（GB1495-2002）的第二階段已從2005年1月1日開始實(shí)施。機(jī)動(dòng)車噪聲控制在發(fā)動(dòng)機(jī)低噪聲、冷卻風(fēng)扇、空氣濾清器和排氣消聲器等設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行了改進(jìn)，以及在排氣消聲器集成、新材料應(yīng)用等方面取得了很大進(jìn)展。

2 研究開發(fā)熱點(diǎn)分析

2.1 重型車排放標(biāo)準(zhǔn)國(guó)Ⅳ、國(guó)Ⅴ的控制技術(shù)

國(guó)外大多數(shù)制造商現(xiàn)已開始采用SCR技術(shù)來實(shí)現(xiàn)歐Ⅳ和歐Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)。通過SCR、DeNOx后處理系統(tǒng)，最大限度地改善了燃料經(jīng)濟(jì)性。采用這種DeNOx后處理系統(tǒng)，利用尿素作為還原劑的SCR技術(shù)，能滿足國(guó)Ⅳ、國(guó)Ⅴ排放法規(guī)的要求。

2.2 OBD技術(shù)

從2008年起，國(guó)內(nèi)的機(jī)動(dòng)車生產(chǎn)要求裝用OBD系統(tǒng)。此前，上海、廣州等大城市已提前實(shí)施加裝OBD。但國(guó)內(nèi)由于真正接觸OBD技術(shù)的時(shí)間不長(zhǎng)，短時(shí)間內(nèi)尚難以掌握OBD系統(tǒng)標(biāo)定的核心技術(shù)。國(guó)內(nèi)一些科研單位通過與日產(chǎn)、豐田、現(xiàn)代和福特公司的合作，目前已經(jīng)掌握了OBD系統(tǒng)的原理和驗(yàn)證試驗(yàn)的基本程序；上汽、奇瑞、吉利等非合資企業(yè)也委托國(guó)外公司進(jìn)行了OBD系統(tǒng)的研發(fā)。

2.3 在用車排放改造用控制技術(shù)

采取適用、可行的技術(shù)措施，降低柴油車（機(jī)）顆粒物和煙度排放，使原排放標(biāo)準(zhǔn)較低車輛達(dá)到更高排放標(biāo)準(zhǔn)，已達(dá)到現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的車輛在5年內(nèi)可控制其顆粒物和煙度不再增長(zhǎng)，這樣柴油車的整體顆粒物的排放量可以降低40%以上。在選用在用車改造的技術(shù)上首先需要根據(jù)改造的目的，按照要求解決排放物中的具體對(duì)象來選取不同的產(chǎn)品。如減少CO、HC為主要目標(biāo)的，應(yīng)以DOC類的產(chǎn)品為首選；主要減少顆粒物排放的改造項(xiàng)目，就應(yīng)以DPF類產(chǎn)品為首選；而希望減少NOx 的，首先應(yīng)該選用的是SCR裝置。主動(dòng)再生式DPF類產(chǎn)品將成為近期應(yīng)用研究的熱點(diǎn)。

3 主要工藝配套設(shè)備的開發(fā)應(yīng)用水平評(píng)價(jià)

目前，國(guó)內(nèi)大型的汽車和摩托車電噴生產(chǎn)企業(yè)約12家，其中跨國(guó)外資企業(yè)8家，內(nèi)資企業(yè)4家；催化器產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)近百家，主要為跨國(guó)外資企業(yè)。如巴斯夫催化劑（上海）有限公司、莊信萬豐（上海）化工有限公司、優(yōu)美科汽車催化劑（蘇州）有限公司和聯(lián)合電子、博世汽車柴油機(jī)系統(tǒng)有限公司等，以及無錫威孚力達(dá)和昆明貴研催化劑有限公司等，在生產(chǎn)規(guī)模、品種和技術(shù)裝備等方面都達(dá)到了國(guó)際水平。

4 開發(fā)重點(diǎn)

4.1 輕型汽油車在用車輛排放符合性監(jiān)管

（1）OBD管理納入I/M監(jiān)督檢測(cè)系統(tǒng)

OBD技術(shù)及其應(yīng)用是確保盡早發(fā)現(xiàn)車輛排放故障、排除故障的有效輔助手段。這項(xiàng)技術(shù)通過國(guó)外近十年的研發(fā)和應(yīng)用，已經(jīng)非常成熟。但由于國(guó)內(nèi)相關(guān)研究人員較少，很多技術(shù)人員（包括用戶）對(duì)其仍然陌生，因此對(duì)該技術(shù)的推廣、應(yīng)用和開發(fā)仍然有很多事情需要去做。

（2）產(chǎn)品的OEM（原始設(shè)備生產(chǎn)商）和后市場(chǎng)管理

OEM的管理需要靠法規(guī)來保證質(zhì)量，只有產(chǎn)品滿足法規(guī)中的測(cè)試要求的企業(yè)才能生產(chǎn)和銷售后處理產(chǎn)品，這是產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)的第一道關(guān)卡，也是很重要的環(huán)節(jié)，是機(jī)動(dòng)車排放得到有效控制的前提。而后市場(chǎng)的管理，也就是靠在用車管理和相關(guān)產(chǎn)品一致性的管理，從改善大氣污染狀態(tài)來講，這是機(jī)動(dòng)車排放污染的關(guān)鍵所在。只有對(duì)在用車的污染狀態(tài)及相關(guān)產(chǎn)品的一致性進(jìn)行嚴(yán)格管理，使柴油車在其使用壽命周期內(nèi)真正滿足相關(guān)法規(guī)的要求，才算真正達(dá)到污染治理的目的。從這一點(diǎn)來講，應(yīng)該盡快制定完善的在用車排放污染控制法規(guī)和測(cè)試技術(shù)規(guī)范體系。

4.2 重型車滿足國(guó)Ⅳ/國(guó)Ⅴ法規(guī)的技術(shù)

重型柴油車國(guó)Ⅳ、國(guó)Ⅴ排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)行時(shí)間分別是2010年和2012年，個(gè)別城市會(huì)提前1～2年。國(guó)Ⅳ的NOx排放限值從5.0降至3.5、PM從1.0降至0.02（單位為g/kW·h），企業(yè)面臨著較大的壓力。因此，以下技術(shù)需要重點(diǎn)開發(fā)。

（1）電控燃油噴射技術(shù)

柴油車要顯著降低微粒（PM）和氮氧化物（NOx）的排放量。燃油噴射技術(shù)主要是單體泵／泵噴嘴以及共軌式燃油噴射系統(tǒng)。

（2）機(jī)外凈化技術(shù)

無論是SCR技術(shù)還是DPF+EGR（廢氣再循環(huán)）技術(shù)，技術(shù)難度均較高。但是應(yīng)用SCR技術(shù)的結(jié)果表明，歐Ⅳ柴油機(jī)采用SCR技術(shù)比采用EGR加微粒捕集器技術(shù)油耗要低5%以上。同時(shí)，SCR對(duì)燃油中的硫含量沒有DPF+EGR敏感。

（3）清潔燃料的開發(fā)

無論哪種方式，都需要將燃油中的硫含量降低至100ppm以下（或者50ppm以下）。因此降低硫含量的成本就是一個(gè)很大的問題。

（4）基礎(chǔ)設(shè)施

采用SCR技術(shù)，需要解決給車輛補(bǔ)充尿素的問題。這個(gè)問題會(huì)帶來一系列社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施的改變，如專用尿素以及儲(chǔ)存、供給等。另外，需要提供具有認(rèn)證級(jí)的（按DIN70070標(biāo)準(zhǔn)）AdBlue（含水尿素）。預(yù)計(jì)尿素的消耗大約為燃料消耗的5％。

（5）監(jiān)管技術(shù)

SCR的使用需要消耗尿素，而且在使用時(shí)與現(xiàn)在燃料供給方式不一樣。由于DPF+EGR方式會(huì)導(dǎo)致在實(shí)際使用過程中車主的作弊，而SCR方式更易作弊，（未及時(shí)添加、不添加或忘記添加）。所以，要解決這個(gè)問題，就要應(yīng)用OBD技術(shù)管理，將OBD管理納入I/M監(jiān)督檢測(cè)系統(tǒng)。

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