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環(huán)境污染是目前世界各國面臨的共同問題。作為重要的污染源之一，機動車的尾氣排放備受關注，減少機動車尾氣排放是業(yè)界共同的責任。面臨日趨嚴峻的環(huán)境問題，世界各國都制定了嚴格的排放法規(guī)及實施時間表。與此同時，我國的排放標準也在不斷升級。2016年1月14日，環(huán)保部和工信部聯(lián)合宣布從2016年4月1日起至2018年1月1日將分階段在全國范圍內(nèi)實施國Ⅴ標準。目前，北京和上海等城市已率先實施國Ⅴ標準。
所謂“國Ⅴ標準”，即“國家第五階段機動車污染物排放標準”。與國Ⅳ標準相比，國Ⅴ標準的環(huán)保指標進一步加嚴，其中含硫量從50ppm降至10ppm。我國實施的國Ⅴ標準，相當于歐盟于2009年起開始執(zhí)行的歐Ⅴ標準，對氮氧化合物（NOx）、碳氫化合物（HC）、一氧化碳（CO）和懸浮粒子等機動車排放物的限制更為嚴苛。
有數(shù)據(jù)顯示，與國Ⅳ標準相比，采用國Ⅴ標準的輕型車NOx排放可降低25%，重型車NOx排放可降低43%。升級到國Ⅴ標準，對于汽油車來說，提高了對NOx排放的要求，還新增了對缸內(nèi)直噴的汽油車顆粒物濃度的檢測。對于柴油車來說，多方面的指標均有較大幅度提升，其中顆粒物濃度更是嚴格了82%，國Ⅴ此次提升的目標更多的是柴油車。
SCR與EGR兩大技術路線之爭
為了滿足不斷提高的汽車尾氣排放標準，整車制造商和零部件供應商都在不斷地進行技術研發(fā)，諸多新技術不斷涌現(xiàn)，如EGR（廢氣再循環(huán)）、SCR（選擇性催化還原技術）、DPF（柴油顆粒過濾）、DOC（柴油氧化催化器）和POC（顆粒氧化催化轉(zhuǎn)化器），以及多種技術組合。
經(jīng)過多年的實踐，最終形成了以SCR和EGR兩大占據(jù)主導地位的技術路線。其中，SCR技術通過機內(nèi)凈化降低顆粒物（PM）排放，采用在尾氣中噴入尿素溶液，使其發(fā)生催化還原反應，將有害的NOx轉(zhuǎn)化成無害的氮氣和水。而EGR系統(tǒng)則是通過EGR將NOx排放降低到標準要求以下，通過DOC或者DOC+DPF將TPM（總顆粒物）降低到排放標準以下。EGR系統(tǒng)有多種組合形式，主要有EGR+DOC、EGR+DOC+DPF和EGR+DOC+POC等。
SCR系統(tǒng)的優(yōu)勢在于無需對機體進行改動，即可實現(xiàn)排放標準升級；發(fā)動機耐久性好；燃油經(jīng)濟性好；對燃油和機油品質(zhì)要求低；無催化器堵塞風險；技術升級連續(xù)性較好；維護費用低等。其劣勢在于初始成本高；質(zhì)量較大，單車損失有效載荷在400kg左右；對封裝要求較高；有低溫失效問題，尿素在-11℃會凝固，在黃河以北地區(qū)使用，需加裝解凍裝置，進一步增加了成本和損失了有效載荷；最主要的問題是隨車攜帶的尿素一般可使用5000～10000公里，需及時補充，面臨尿素的供應和配給問題。
而對于EGR+DPF系統(tǒng)而言，其優(yōu)勢在于初始成本低，對封裝要求低。而其劣勢也異常明顯，首先是其可靠性差，比如，由于廢氣溫度高，催化劑燒蝕，額外噴油促成二次再生，導致催化劑“中毒”，DPF管路易發(fā)生堵塞，同時，廢氣溫度高使得冷卻系統(tǒng)的可靠性降低，造成冷卻系統(tǒng)易損等。其次，從使用成本上，與SCR系統(tǒng)相比，其油耗要高10%左右，而且，DPF更換費用高（約8000元），一旦發(fā)生管路堵塞，必須更換DPF總成，費用昂貴。再有，EGR+DPF對超低硫含量的燃油及高品質(zhì)潤滑油的依賴性很強。
相比較而言，SCR尾氣后處理控制技術是目前世界各國特別是歐盟各國普遍采用的控制柴油車尾氣排放的一項成熟技術。
不同地區(qū)的應用實踐
從國外的實際情況來看，在歐洲，隨著排放法規(guī)的逐漸趨嚴，從實施歐Ⅳ標準開始，大部分廠商出于成本因素，在采用低硫（甚至無硫）燃油時，SCR技術由于其較好的燃油經(jīng)濟性而得到蓬勃發(fā)展，尤其是在中重型柴油機市場，SCR技術成為滿足歐Ⅳ、歐Ⅴ法規(guī)的主流技術方案。輕型車和公交車則選用EGR+DOC+DPF。
而在美國，主要采用EGR+DOC+DPF技術路線來滿足US2007排放法規(guī)。其原因在于，美國的燃油價格比較低，尿素供應系統(tǒng)及其相關基礎設施建設尚未健全；同時，US2007HDD標準提出了新車24萬公里無維修的要求，這也在一定程度上阻止了SCR技術在美國的應用，因為使用SCR技術約每5000～10000公里就要添加一次尿素。不過，2006年美國EPA發(fā)布了認證SCR技術的輕型和重型柴油車申請排放證書程序，表明美國也開始使用SCR技術。對于要求更高的歐Ⅵ以及美國EPA2010排放標準，單純依靠SCR或者EGR+DOC+DPF技術都很難達到要求，必須把兩者相結(jié)合才能滿足要求。
在亞太地區(qū)，由于排放測試循環(huán)的定義有所不同，在日本，從JP05法規(guī)開始，柴油機首先采用的是DPF方案；不過隨著法規(guī)更加嚴格，從JP09法規(guī)開始，其排放解決方案中需要加入SCR系統(tǒng)。印度已于2010年4月在11個大城市實施了相當于歐Ⅳ的排放法規(guī)，目前在印度，SCR技術已是中重型柴油機排放解決方案的主流技術。
而在中國等新興市場，SCR技術的應用大行其道，一方面是因為SCR技術在減少排放的同時可以節(jié)省燃油；另一方面，SCR系統(tǒng)有較高的耐硫特性，在低硫燃油供給還不充足的中國，SCR系統(tǒng)有其特殊的適用性；還有，采用SCR技術的另外一個顯著優(yōu)點是當發(fā)動機的本體滿足歐Ⅳ要求之后，本體不用改動，只通過優(yōu)化SCR后處理系統(tǒng)就能滿足歐Ⅴ法規(guī)的需要，這個方案可以為客戶節(jié)省大量的開發(fā)費用。
東風御風：踐行國Ⅴ標準的佼佼者
作為東風旗下的高端輕客品牌，升級到國Ⅴ標準的御風系列產(chǎn)品采用了當前占據(jù)主流的SCR技術路線，搭載了技術先進的日產(chǎn)品牌ZD30發(fā)動機，可滿足國Ⅴ標準。
據(jù)介紹，日產(chǎn)ZD系列發(fā)動機專門針對中國市場開發(fā)，其功率可達80～150kW，采用了世界上最先進的產(chǎn)品技術，具有高可靠性（質(zhì)量穩(wěn)定、有保障、故障率低，由于采用SCR技術，不存在DPF堵塞、渦輪增壓高負荷工作和冷卻系統(tǒng)加大等問題）、低油耗（最低燃油消耗率為210g/kWh，遠低于普通柴油機240g/kWh，百公里節(jié)油表現(xiàn)尤為突出）、輕量化、超靜音（噪音低于93.2db遠遠小于國際標準118db）和低排放（采用16氣門設計，使發(fā)動機進氣更充分，排氣更順暢，使燃燒更充分；采用博世電控高壓共軌+進口電控水冷EGR+DOC后處理技術；獨特的活塞內(nèi)置冷卻油道結(jié)合機油冷卻噴嘴，多重技術降低機油消耗和PM值）等五大優(yōu)勢。
在使用成本上，ZD系列發(fā)動機也有著明顯優(yōu)勢：1）油耗相比國Ⅳ標準可節(jié)約10%，動力輸出順暢、燃油霧化性能高；2）SCR系統(tǒng)維護經(jīng)濟性好，只需針對零部件進行更換維護；3）潤滑油標號要求低（CF-4級），費用低；4）尿素添加容易，御風國Ⅴ車型的尿素罐容積為10kg，油箱容積為80L，每添加一次，對應2.5箱柴油。換算成費用，即0.016元/公里；其添加頻率為每2500公里添加一次尿素。
滿足國Ⅴ標準的御風系列產(chǎn)品搭載了高性能的2.5T渦輪增壓發(fā)動機和6擋手動變速箱，油耗表現(xiàn)更佳，同時，其外觀內(nèi)飾的細節(jié)也有部分升級，實用性進一步加強。作為踐行國Ⅴ標準的佼佼者，相信東風御風將掀起一股環(huán)保熱潮。
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