美国使用SCR技术应对2010年排放

为满足美国2007年排放法规,柴油发动机制造商使用EGR(废气再循环)技术减少氮氧化物排放量,同时使用后处理设备,如DPF(柴油微粒过滤器)和DOC(柴油氧化催化剂)减少柴油微粒排放量。而2010年道路车辆排放要求进一步降低氮氧化物排放量,降幅达80%以上。为满足这一苛刻要求,多数发动机制造商开始使用SCR(选择性催化还原)后处理技术。

在装有SCR的车辆中,尿素以水溶液的形式使用,在高温和催化剂条件下将尾气中的氮氧化物转化为无害的氮气和水,减少氮氧化物排放量超过95%,充分清理污染物的排放。尿素含量约为32.5%,被称为DEF(柴油机废气处理液),安装SCR系统的大多数卡车都将配备一个盛装DEF的罐,约为5~30加仑。每英里或每小时DEF的使用量将取决于发动机型号、保养和使用状况,对于尾气中氮氧化物含量较高的发动机将需要更多的DEF。据一些发动机制造商估计,DEF消耗量约为燃料消耗量的2%,如果车辆600英里消耗100加仑柴油,那么在这段行驶距离将使用2加仑DEF,如果一般的罐容量装有充足的DEF,能够持续用于添加6~10次的燃油消耗。但OEM厂商会尝试结合使用EGR和SCR,以使DEF消耗最小。同时新型发动机将配备车载诊断装置,保持整个排气后处理系统正常工作,并防止发动机在没有DEF条件下工作。但在寒冷的天气条件下DEF会冻结,因此在卡车行驶过程中需要使用加热器保持溶液流动,如果车辆要停泊在冰点温度下数天,车载诊断将使加热器在短期内运作,直到DEF融化并开始流动。

SCR尾气后处理技术在欧洲已经使用数年,“AdBlue”是一个在欧洲DEF市场上主要的商标名称。在美国,主要OEM厂商已宣布计划,为客户提供自己品牌的DEF。此外,一些营销商和供应商已经宣布计划通过分销网络和卡车站提供DEF。DEF必须符合适用标准,目前,ISO-22241-1、AUS-32和DIN70070等均是DEF的规范,API也有一个测试程序以及标识,以确定合格的DEF。

在发动机油方面,由于SCR有利于提高功率密度,降低发动机热量,提高燃料经济性,可以挽回使用EGR的不利效果(EGR的使用降低了功率密度,增加热损耗,并降低燃油经济性),原始设备制造商结合使用EGR和SCR技术,使发动机更清洁,操作温度更低,润滑剂操作工况更加缓和,API CJ-4规格仍然可用,无需升级就可满足符合2010年排放标准发动机的润滑要求。