專家論道：商用車及動力的節能減排與技術升級潛力

本 刊 文

在2019 年9 月1日舉行的中國汽車產業發展(泰達)國際論壇上，同期召開了“節能減排與汽車技術升級潛力”主題研討會。來自環保部門、研究機構和企業的技術專家，對商用車及其動力如何節能減排、提高燃燒效率、多元化動力改造，提出了各自的觀點和建議。

北京市環保局機動車排放管理處副處長艾毅

北京市環保局機動車排放管理處副處長艾毅：柴油車和非道路機械的PM2.5 排放是解決北京市移動污染的重中之重

北京市機動車保有量這些年在顯著上升，從1998 年的100多萬輛，到現在的600 多萬輛，600 多萬輛機動車在北京的排放污染總量里所占比例非常高。以PM2.5 為例，移動源排放占到45%，最主要的污染來自于柴油車以及裝用柴油機的非道路機械。也就是說，本地柴油車以及進京過境的柴油車和非道路機械占到了移動源PM2.5 排放的64%，也是解決北京市移動污染的重中之重。因此，圍繞打贏藍天保衛戰，以及打好治理柴油貨車污染治理攻堅戰，北京市采取了標準加嚴、經濟引導、行政約束、執法處罰等手段。從實施嚴格的排放標準看，自1999年開始實施第一階段排放標準，先后6 次提高新車排放標準，每次提高新機動車排放標準可實現減排30%～50%。2019 年7月開始分階段實施國Ⅵ標準，我們通過數據分析來提高監管的準確度。主要采取2 項措施：一方面采取環保一致性檢查，主要是從市場上抽取樣車；另一方面按照標準要求采取從用戶手里租車，主要是為了確保排放標準的穩定達標。關于在用車排放污染控制措施，我們除了對北京車輛要求進行定期年檢外，同時在主要道路上和進京路口開展路檢、路查。從2019 年前7 個月來看，已經檢測了100 多萬輛在用車輛，對14 萬超標在用車依法進行了處罰。對于在用車開展的第3 項措施是加強老舊車淘汰，主要采取疏堵結合的方法：對高排放量車輛一方面進行限行，另一方面給予鼓勵淘汰的相關政策。為了提升改善北京市的油品質量，從2004 年開始實施第2 階段油品質量標準，2017 年實施了第6階段油品標準。對油品的管控，除了檢查硫含量之外，還對芳香烴嚴加控制，對在用車的減排起到了改善作用。

另外一個環保排放嚴控的領域，主要聚焦在非道路移動機械。按照《大氣法》的要求，劃分了排放的區域：從2019 年8 月1 日 起 劃定了五環路(不含)以內區域、經濟技術開發區、通州、亦莊等地，不滿足三類要求的挖掘機、裝載機、挖車等機械車不能使用。2019 年前7 個月，我們會同相關部門對1萬多臺機械進行了執法檢查，對于一系列超標的將近1 200 多臺機械依法進行了處罰。

在發展新能源汽車方面，一方面針對公共領域的車輛，包括公交、出租、郵政等適用范圍，按照國家統一要求，積極出臺相關政策，鼓勵這些領域盡早地使用電動車；另一方面，對于貨車制定了相應的新能源路權的鼓勵政策，以及配套的基礎設施建設，鼓勵貨車新能源化。

在線監控方面，按照國家要求，我們已對1 萬多輛重型車實施在線監控。OBD 的報警情況、氮氧化物排放、尿素消耗量等數據，為下一步執法工作給予了有益的支持。關于下一步工作，國家和各地都發布了一系列重要文件，最主要是2 個：國務院印發的《打贏藍天保衛戰三年行動計劃》(2018-2020年)和《柴油貨車污染治理攻堅戰行動計劃》。我們重點圍繞這2 個文件采取相應的措施：一是加強源頭管控，實施國Ⅵ標準，并且強化執法監管；二是按照國家要求，大力發展推進電動車，到2020 年達到40 萬輛規模；三是要進一步削減污染存量，加強老舊車的淘汰，做好在用車的監管，做好達標工作；四是對于道路非移動機械做好編碼標識監管等一系列的工作。

天津大學內燃機燃燒學國家重點實驗室副主任姚春德教授：柴油是造成柴油機排放控制困難的最主要問題

天津大學內燃機燃燒學國家重點實驗室副主任姚春德

甲醇在近年來得到了高度關注，特別是2012 年工信部開展了甲醇汽車試點之后，甲醇已經作為在部分地方推廣應用的替代燃料。這些年經過排放治理，我國的空氣質量得到了非常大的改觀，但還需要進一步改進工作，主要包括對柴油車、軍車、貨運車、船、軍事機械等車機在內的排放治理。

壓燃式發動機發明于1898 年，其氮氧化物和顆粒物排放是非常難以兼顧的事。雖然測試國Ⅵ發動機的排放只是涉及一個非常小的關注區域，可實際上我們在標定的時候需要考慮到各種復雜的工況，工況成本增加很多。能否找到一種新的辦法呢？我們認為應該從燃料方面出發。我們認為柴油是造成柴油機控制困難的最主要問題，因為柴油是由10-22 個碳組成，而甲醇只有1 個碳組成。甲醇是一個規模產量非常巨大的化工產品，其產能在2018 年的時候就達到9 000 萬t，產量接近7 000 萬t。而作為汽車的主要燃料，2018 年汽油的消耗量是2.21億t 左右。

如果把甲醇作為燃料看待，就像我們正常地對待汽油和柴油，是很安全的。1991 年，美國能源部做過一個比較，低濃度的甲醇毒性要比汽油柴油低；高濃度的時候，人所處的環境毒性與汽油差不多。但是，直接把甲醇用在壓燃機上是不可能的。天津大學內燃機燃燒學國家重點實驗室做過一些機理研究，包括著火機理。通過實驗臺檢測，當活性的柴油噴到甲醇混合劑里面，發現甲醇的混合劑對柴油有一定的遲滯作用，比噴到空氣中的柴油更難著火。不容易著火的特點，促成了柴油可以均值的混合劑形式出現在汽缸里面，以高效的燃燒方式均值壓燃，就能把碳煙減輕下來。我們通過在發動機臺架上做的大量研究，發現甲醇和柴油一起燃燒，雙燃料燃燒時間晚，爆發壓力比較高，熱效率得到大概提升2%。為了把這種燃燒方式運用到車上檢查實際運行效果，我們在卡車上進行了實際應用。測試結果是：不到1.5 L 的甲醇可以換得1 L 的柴油，效率大概提升30%以上。為了提高實用性，我們提出了柴油和甲醇的組合燃燒技術。因為柴油非常容易啟動，而甲醇不好啟動，無法直接壓燃。所以就用柴油先把發動機啟動起來，等到發動機全熱了之后，再向柴油里面噴入甲醇形成混合劑，完成組合燃燒。這種燃燒方式的最大特點是，可以動態地精準匹配柴油和甲醇兩種燃料的燃燒，完全是智能化的。使用甲醇和柴油的智能化燃燒，可以不用尿素達到國際化標準的智能排放，不用SCR 就可以解決難題。

上述基礎的一些開發，已經在12 個省、2 個市得到了應用，東邊最遠到達黑龍江省佳木斯的同江市，西邊是新疆阿克蘇，北邊是內蒙古自治區的錫林郭勒，最南邊云南已經在運用；適配機型領域包括礦山、機車、輪船等。一般來說，我們開發的滿足雙燃料燃燒方式的發動機，不需要做很大改動，只需在進氣系統方面加入甲醇噴射系統。

廣西玉柴機器股份有限公司總裁助理、工程研究院院長林鐵堅：商用車動力開發不單是考慮排放，也要考慮用戶整體價值需求

廣西玉柴機器股份有限公司總裁助理、工程研究院院長林鐵堅

商用車國Ⅵ排放標準已經陸續開始實施了。從整個市場用戶的需求來說，排放升級將帶來成本增加，所以要考慮到全方位服務用戶，應該全盤綜合性的去考慮產品升級。

從動力總成發展到新能源來看，會帶來很大沖擊。我們可以看到，在未來，特別是在長途物流運輸領域，傳統商用車發動機還是主要動力。所以，如何做好商用車節能也是非常關鍵的任務。從國Ⅴ升級到國Ⅵ，如何做到更高的熱效率？對于全新的國Ⅵ產品來說，不單單是考慮排放，也要考慮用戶整體的價值需求，特別是油耗的情況。從這個角度來說，簡單的產品升級是無法滿足要求的，一定要有一個全新理念、全新技術的產品平臺，才能支撐未來全方位的發展。

那么如何考慮性能和產品排放的平衡？發動機要更強化、輕量化、更加節能。車輛管理部門和用戶對實現超低排放并同時達到油耗降低的要求，需要商用發動機制造商應用新的技術，進行整體的動力開發；盡可能通過仿真、虛擬以及硬件結合的手段，全面覆蓋整個工況測試和標定。總體來看，技術創新要從用戶的需求和排放標準的升級出發，這就是發動機發展的一個驅動力。對于商用車來說，在降低油耗和減少排放方面，還有很大的潛力去完成。