满足未来排放标准的MTU解决方案

文章分析了欧盟和美国针对非公路柴油机制定的排放限值标准,列出并比较了MTU公司为达到Tier3、Tier4i以及Tier4排放标准所采用的机内措施和排气后处理措施,探讨了未来降低燃油消耗并同时减少排放的多种潜在途径。     

满足未来排放法规要求的MTU解决方案

所有大型的柴油机制造商的开发重点都放在未来即将生效的废气排放法规上。国际海事组织Stage3标准将规定船用发动机在最大标定转速下的NOx排放限值为2g/kWh。针对机车的将从2012年开始生效的欧盟EUIIIB标准规定,NOx+HC的排放限值为4.0g/kWh,颗粒物排放量限值在0.025g/kWh以内。美国环保局规定,输出功率超过900kW发电机组的NOx排放限值为0.67g/kWh,颗粒物排放限值为0.10g/kWh。MTUFriedrichafen公司的柴油机产品遍布全球,应用领域十分广泛,因此需要考虑满足各种主流排放参数要求。最大限度地降低寿命周期成本的最佳技术理念已贯穿在每个应用领域的开发中。根据已生效的排放限值、再冷却条件、燃油经济性要求和燃油品质,可以采用不同技术组合,这些技术包括:燃油喷射、涡轮增压、气门定时、废气再循环和排气后处理。本文通过引用一些应用实例来阐述这些技术方案。     

满足EU ⅢB排放标准的下一代MTU4000系列机车柴油机

自2012年起,机车柴油机将必须满足更加严格的排放标准——EU非公路97/68/EGStageⅢB的要求。与StageⅢA相比,新标准规定的NOx排放限值降低了39%,PM限值降低了88%。新一代MTU4000系列R44发动机满足StageⅢB排放标准。首先,2012年之后将提供V形12缸和16缸发动机,而8缸和20缸V形机将紧随其后。新一代4000系列发动机功率范围将为1000～3000kW,用于电传动或液力传动干线机车和调车机车。MTU4000系列发动机作为在世界范围内运行的内燃机车的牵引动力装置已超过10年。从一开始起,MTU4000系列发动机就以其优异的经济效率、可靠性和功率-重量比而出类拔萃。新一代MTU4000系列R44发动机是目前MTU4000系列R43发动机的升级产品,后者是在2009年投放市场的。开发R44发动机的原则是,要尽可能地保留R43发动机久经考验的技术,对客户界面和发动机尺寸仅进行了略微修改,而且对所有技术都进行了数年的深入细致的试验和验证。到2012年标准系列发动机批量生产时,其样机在试验台和现场将积累数千小时的运行时间。EUⅢBNOx排放限值(NOx+HC4g/kWh)仅通过发动机内部技术(不带SCR催化器)即可达到,而采用柴油机颗粒过滤器(DPF)将可以使PM排放控制在限值以内(PM0.025g/kWh)。除了冷却的废气再循环和优化的气门定时(Miller循环)外,最新一代的LEAD共轨喷射系统(L'Orange公司制造)和MTU二级涡轮增压系统也是新发动机设计的突出特点。基于这些先进的发动机内部技术,可能实现很低的原始颗粒排放值,而发动机的结构可以兼容更高的背压(来自加载的颗粒过滤器)。按此原则,设计的柴油机颗粒过滤器与所开发的再生技术相结合,可满足用户对结构紧凑性、运行安全性、维修方便性和效率的要求。尽管R44发动机的废气排放量大幅度减少,但其仍保持了R43发动机优良的燃油经济性。MTU公司凭借其新的发动机,将继续为安装在干线机车和调车机车上的柴油机树立标准。     

铁路柴油机应达到未来废气排放限值标准

目前德国联邦铁路公司运用的内燃机车约有2 70 0台,内燃动车约有2 0 0 0辆。随着环保意识的增强,公众越来越关注柴油机的废气排放。本文介绍了当前铁路柴油机的废气排放情况,并将之与铁路柴油机的废气排放限值标准进行比较,指出了达到这个排放限值标准的技术可能性。     

Iveco公司能满足欧6排放标准的柴油机

Iveco公司推出了首款能满足欧6排放标准的柴油机。这款排量为11．1L的Cursor11车用柴油机将代替10．3L的Cursor10车用柴油机。排量的增大使发动机额定转速从2100r／min降至1900r／min。同时，最大额定功率从标定的343kw增大到了358kW，最大扭矩在1050r／min时就达到2250N·m。     

适应未来排放法规的大型柴油机喷射系统

排放限制要求是当今柴油机发展的驱动因素之一,大型柴油机的燃油喷射系统以及排气后处理技术正处于发展阶段。由于大型柴油机寿命长,其中有许多在其寿命期内需要进行燃油系统的现代化改造以提高其在市场上的竞争力。大型柴油机被应用于许多不同的工业领域,在这些领域中,它们在未来的整个寿命期内必须遵守各种排放法规的要求（即EPA、EU、...     

铁路柴油机的排放优化、废气再循环和废气后处理

MTU公司一直密切关注着日益严格的铁路柴油机排放限值,并成功开发出可保证其能够在未来提供经济而有吸引力的铁路柴油机的若干技术方案。本文侧重介绍MTU公司为实现铁路柴油机排放优化而采取的废气再循环和废气后处理两种措施。     

满足欧4标准的发动机及其排放控制技术

北美、日本和欧洲这些交通运输高度发达的国家已经引用越来越严的排放法规。在国际化形势下,其他新兴市场对排放和燃油质量的控制也日益严格。发动机管理与排放控制系统相结合可以满足越来越严的法规。讨论了几种发动机排放控制系统的实例以及开发排放控制系统组合的方法。还对某些原设备制造商宣称能在不用NOx后处理的情况下达到美国2010重型车排放法规和欧5重型车排放法规的观点进行了探讨。     

BMW公司新型6缸轿车柴油机

3．0L6缸柴油机是BMW公司柴油机系列中除2007年已推出的新型2．0L4缸柴油机外的第2个主力机型,主要用作BMW公司大多数轿车产品系列中不同功率等级的动力装置,为满足未来燃油耗和废气排放要求作出了重要贡献。考虑到产品系列结构设计方案的一致性和零件的通用性,6缸机由4缸机派生而来。2008年9月,这种新6缸柴油机首次以180kW和520N·m的动力性能搭载于330d轿车,同时以180kW和540N·m的动力性能搭载于730d轿车,这2种车型都达到了欧5排放限值,而且,330d轿车还可作为欧6车型。     

Daimler公司满足欧6和第4阶段排放标准的10．7L商用车柴油机

OM470型10．7L柴油机是Daimler公司15．6L以下排量的新型重栽商用车柴油机系列的代表机型,已被投放市场。该机型通过了载货车和公交车用欧6柴油机的认证,能用作欧4和第4阶段（Tier4）排放标准等级的工业用柴油机,而且适用于全球市场。鉴于未来柴油机小型化,以及降低二氧化碳排放和燃油耗的要求,这种机型在Daimler公司重载商用车柴油机系列中起着越来越重要的作用。详细介绍了OM470型柴油机为达到欧6排放标准的热力学开发,以及为达到欧4和Tier4排放标准的配套情况。     

符合新兴市场废气排放法规要求的柴油机开发

为了降低因交通工具引发的二氧化碳排放,进行了广泛的研究,为此,全球柴油车的销量得到大幅提高。同时,由于日益严格的排放限值要求,在新兴市场中也开始采用排气后处理系统。诸如开放式或封闭式柴油颗粒捕集器。介绍了FEV公司根据这些国家的边界条件提出的排放控制理念和排气后处理技术及其面临的挑战,以及对此所采取的一些合适的解决方案。     

满足最低废气排放限值的Volkswagen新型2L涡轮增压直喷式柴油机（第二部分）

2008年中期,Volkswagen公司在美国推出一种装有共轨柴油机的VW Jetta型轿车,它满足Tier2 Bin5的排放限值。为了实现这一目标,通过机内措施和使用NOx排气后处理系统,对安装在欧洲VW Tiguan和Audi A4型轿车中的欧5共轨柴油机作了进一步改进。第二部分介绍NOx后处理系统的开发,同时探讨一种新型运行模式系统的协调以及车栽诊断系统的功能。     

Emitec公司推出减少机车排放的后处理系统

Emitec（依米泰克）是德国的一家金属载体排气后处理系统开发商，目前它正在推出一种可使机车达到欧盟3b级（EuroStage3b）排放标准的后处理系统。     

满足比欧洲2号法规更严格的重型车用柴油机——包括排放后处理在内的降低排放策略

内燃机，尤其是重型车用柴油机，正面临着严峻的挑战以应对世界范围日益严格的排放法规。     

为内燃机车达到Tier4排放标准铺平道路

简要介绍美国机车制造商和运营商为应对EPATier3和Tier4机车排放标准所作的准备,其中包括采用机内措施、排气后处理以及其他节能减排技术。     

柴油机技术的10年回顾

在过去的10年里，柴油机所面临的最重要课题就是降低排放，改善城市的大气环境。针对这一课题，从1998年到2009年，排放法规限值被4次收紧，并且，涡轮增压、燃油喷射系统、废气再循环及排气后处理装置等众多柴油机技术也得到了显着提高。简要介绍10年来柴油机技术的发展。     

降低内燃机车柴油机的有害物质排放

由欧洲铁路工业联盟(UNIFE)发起的Clean-D试验纲要的框架下所完成的试验结果证实,让内燃机车柴油机执行欧洲有害物质排放的ⅢA级和ⅢB级标准会有非常好的积极效果。不论是铁路运营商,还是内燃机车的制造厂商都在关注着生态环境的改善问题。     

MAN公司新V8柴油机

MAN公司为重型载重车TGX和TGS结构系列成功开发出一款16L的新V8发动机,功率达500kW,扭矩为3000N·m。为了降低氮氧化物排放,MAN公司寄希望于尿素喷射的选择性催化还原系统。叙述了发动机最重要基础部件的设计方案、结构、汽车专用附件的开发,以及对燃烧基本参数和排气后处理的研究。     

Deutz公司满足第4i阶段排放标准的新型柴油机（第1部分）——结构和耐久性

自2010年1月1日起,功率130kW以上移动式工程机械用的美国第4i阶段（Tier4i）和欧3B排放标准已分别在美国和欧洲正式生效。其颗粒排放限值比之前的法规降低了90％,氮氧化物排放限值降低了50％。Deutz公司对6～16L排量的柴油机应用了大量新技术理念,以满足Tier4i或欧3B排放标准的要求。介绍了该柴油机的结构和耐久性。