重型車國六標(biāo)準(zhǔn)日益臨近 后處理系統(tǒng)集成一體化成發(fā)展趨勢(shì)

自國四排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施以來，后處理系統(tǒng)已成為柴油車尾氣污染控制的必備裝置。尤其是在國六階段，更為嚴(yán)苛的排放限值要求，給我國柴油車污染物排放控制帶來巨大挑戰(zhàn)。對(duì)于后處理系統(tǒng)的性能、耦合，以及后處理與整車的系統(tǒng)集成提出了更高要求。

如今，重型車國六標(biāo)準(zhǔn)日益臨近，后處理系統(tǒng)行業(yè)該如何做出應(yīng)對(duì)?后處理系統(tǒng)的集成排布，是否符合行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)?

后處理系統(tǒng)集成一體化是發(fā)展趨勢(shì)

相較于國四、國五排放標(biāo)準(zhǔn)，國六階段對(duì)PM、NOx、CO和HC排放提出了更為嚴(yán)苛的要求，這也導(dǎo)致僅配裝SCR或POC系統(tǒng)的車輛無法達(dá)到國六排放標(biāo)準(zhǔn)。為此，很多供應(yīng)商針對(duì)后處理系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化，并采用了全新結(jié)構(gòu)。

目前來看，國六后處理系統(tǒng)采用的主流技術(shù)路線是DOC+DPF+SCR+ASC，即先通過氧化催化器(DOC)，降低尾氣中的CO和HC，再利用顆粒捕捉器(DPF)降低尾氣中的顆粒物，最后通過選擇性催化還原器(SCR)降低尾氣中的NOx，而氨逃逸催化器(ASC)一般安裝在SCR后端，在載體內(nèi)壁使用貴金屬等催化劑涂層，用于還原廢氣中的氨。這一系列操作，可有效減少尾氣中有害排放物的含量。

“開發(fā)國六后處理系統(tǒng)時(shí)，供應(yīng)商不僅要結(jié)合排放限值的要求，還要考慮如何對(duì)增加的配置進(jìn)行合理布局。”天津大學(xué)內(nèi)燃機(jī)燃燒學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任姚春德指出，隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷升級(jí)，后處理系統(tǒng)集成一體化的趨勢(shì)愈發(fā)明顯。

姚春德進(jìn)一步介紹，后處理系統(tǒng)走向集成化的原因主要有以下三個(gè)方面：一是柴油車作為運(yùn)輸工具，留給后處理系統(tǒng)的裝置空間有限。因此，為了節(jié)約空間，后處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)需要根據(jù)整車布置進(jìn)行改進(jìn);二是在尾氣進(jìn)入后處理系統(tǒng)后，會(huì)進(jìn)行一系列氧化催化還原反應(yīng)，這個(gè)過程對(duì)溫度的要求較高，需要部件之間保持緊湊距離。比如，SCR系統(tǒng)的催化還原，需要借助DPF過濾過程中的余熱來提高排氣溫度，進(jìn)而保障系統(tǒng)的正常工作;三是后處理系統(tǒng)的開發(fā)需要適應(yīng)市場(chǎng)需求進(jìn)行低成本設(shè)計(jì)，從一定程度上來講，集成式后處理系統(tǒng)更省材料、更節(jié)約成本。

對(duì)此，多位業(yè)內(nèi)專家也持有相同觀點(diǎn)。在山東省汽車行業(yè)協(xié)會(huì)副會(huì)長兼秘書長譚秀卿看來，集成式后處理系統(tǒng)不僅能夠節(jié)約空間和成本，還有利于提高裝置的安裝效率，是行業(yè)當(dāng)下以及未來的發(fā)展趨勢(shì)。

集成式后處理系統(tǒng)尚存技術(shù)難點(diǎn)

無疑，從整車布置空間和低成本要求等層面考慮，集成式后處理系統(tǒng)更具優(yōu)勢(shì)。不過，有業(yè)內(nèi)人士指出，想要實(shí)現(xiàn)國六后處理系統(tǒng)集成，需要從總成耐久性、保溫性、總成背壓、NVH性能、集成化布置、流速均勻性、尿素結(jié)晶等多維度綜合考慮。尤其是當(dāng)后處理系統(tǒng)內(nèi)部集成更多裝置時(shí)，會(huì)對(duì)產(chǎn)品自身的可靠性、安全性以及后續(xù)的維修保養(yǎng)提出更多挑戰(zhàn)。

“按照整車制造商的要求，我們會(huì)根據(jù)測(cè)算數(shù)據(jù)，對(duì)后處理系統(tǒng)進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。”在接受記者采訪時(shí)，無錫威孚力達(dá)催化凈化器有限責(zé)任公司市場(chǎng)營銷部客戶經(jīng)理徐海兵告訴記者，一般企業(yè)開發(fā)后處理系統(tǒng)時(shí)，主要會(huì)聚焦產(chǎn)品能否滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，以及關(guān)注市場(chǎng)終端對(duì)于產(chǎn)品價(jià)格的接受程度，而對(duì)于產(chǎn)品安全性方面的考量確實(shí)有所欠缺。同時(shí)，相比分布式后處理系統(tǒng)，集成式產(chǎn)品的后續(xù)維修保養(yǎng)成本更高，一旦某個(gè)部件出現(xiàn)問題，很可能需要更換整個(gè)系統(tǒng)。

“在后處理系統(tǒng)進(jìn)行氧化還原的過程中，DPF是最容易出現(xiàn)問題的部件。”姚春德介紹說，在國六階段，車輛對(duì)于燃油、潤滑油的清潔度和含硫量要求非常高，如果用戶使用不合規(guī)的油品，會(huì)導(dǎo)致DPF堵塞，進(jìn)而影響整個(gè)后處理系統(tǒng)的氧化、還原效果。另外，由于在集成式后處理系統(tǒng)中，DPF和其他部件是串聯(lián)關(guān)系，很容易造成“一堵全堵”的情況出現(xiàn)，所以需要更加精確地控制DPF的過濾量，對(duì)于其再生功能及時(shí)進(jìn)行技術(shù)性干預(yù)。

對(duì)此，某品牌后處理系統(tǒng)研發(fā)技術(shù)人員表示，盡管后處理系統(tǒng)的集成技術(shù)相對(duì)成熟，但在特殊工況或無法加注符合標(biāo)準(zhǔn)油品的情況下，后處理系統(tǒng)仍有可能出現(xiàn)“一堵全堵”的問題。事實(shí)上，在國四、國五階段，類似的故障也比比皆是，這表明在排放標(biāo)準(zhǔn)不斷升級(jí)的背景下，后處理廠商需要加強(qiáng)研發(fā)創(chuàng)新和技術(shù)儲(chǔ)備，并且做好成本控制以及產(chǎn)品的充分驗(yàn)證。

除了技術(shù)難點(diǎn)亟待突破，集成式后處理系統(tǒng)易安裝、易拆卸的特性，也給運(yùn)輸從業(yè)者增添了很多煩惱。記者了解到，由于國六后處理系統(tǒng)單價(jià)高，其中一些部件以貴金屬作為催化劑涂層，且提煉難度不大，很容易進(jìn)行后續(xù)加工，這給了不法分子可乘之機(jī)。自國六排放標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施以來，偷竊后處理系統(tǒng)的案件頻發(fā)，嚴(yán)重?fù)p害了卡車司機(jī)的利益。

對(duì)此，徐海兵表示：“從研發(fā)角度來看，廠商可以在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，提供多種防丟失措施。除了可以通過加固硬件防范，還可以在后處理系統(tǒng)上安裝觸摸式傳感器。一旦有異常觸碰，傳感器便可及時(shí)將信息傳送到系統(tǒng)平臺(tái)，觸發(fā)被動(dòng)報(bào)警。這樣一來，后處理系統(tǒng)丟失率將會(huì)大大降低。”

在姚春德看來，想要從根本上防范后處理系統(tǒng)被盜，相關(guān)企業(yè)需要不斷提升技術(shù)水平、突破技術(shù)瓶頸，進(jìn)一步減少催化劑中的貴金屬含量，或者使用鈣鈦礦等價(jià)值不高的替代資源。另外，從節(jié)能減排的角度來看，柴油+甲醇的技術(shù)路線可能更符合中國國情，也可以直接避免因?yàn)樾枰惭b后處理系統(tǒng)而帶來的問題。

未來市場(chǎng)增量可觀 技術(shù)、成本是核心競(jìng)爭力

隨著國六排放標(biāo)準(zhǔn)的逐步實(shí)施，后處理市場(chǎng)將迎來新的發(fā)展機(jī)遇。不過，機(jī)遇往往伴隨著挑戰(zhàn)，這塊“大蛋糕”已經(jīng)成為零部件企業(yè)的必爭之地。

據(jù)了解，康明斯、銀輪股份、威孚高科、貴研鉑業(yè)、艾可藍(lán)等國內(nèi)外企業(yè)均已積極布局，完成了相關(guān)的技術(shù)儲(chǔ)備，以搶占國六后處理市場(chǎng)份額;自主零部件企業(yè)正向市場(chǎng)領(lǐng)軍企業(yè)發(fā)起沖擊。不過，與外資企業(yè)相比，自主企業(yè)在后處理產(chǎn)能、技術(shù)研發(fā)等方面仍有差距。

“由于技術(shù)領(lǐng)先和品牌影響力大，跨國零部件公司在國內(nèi)柴油車后處理領(lǐng)域占有較大的份額。而在燃?xì)廛囶I(lǐng)域，國內(nèi)后處理廠商與跨國公司的市場(chǎng)份額比例各半。”徐海兵告訴記者，現(xiàn)在博世、康明斯等跨國公司創(chuàng)新性地推出了U型后處理系統(tǒng)。相比而言，U型后處理系統(tǒng)更具技術(shù)先進(jìn)性，不僅能夠有效應(yīng)對(duì)排放升級(jí)，還具有出入口布置靈活、安裝方式多樣化，且更容易快速與整車集成等優(yōu)勢(shì)。

“基于U型后處理系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，不少整車企業(yè)已開始要求國內(nèi)后處理廠商跟進(jìn)開發(fā)。”徐海兵表示，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭中，國內(nèi)自主企業(yè)需要靜下心來攻堅(jiān)克難，做好產(chǎn)品的自主研發(fā)以及成本控制，進(jìn)一步解決后處理系統(tǒng)集成過程中存在的問題，只有不斷地自我完善，才能形成核心競(jìng)爭力。(李亞楠)