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　　國四的熱鬧與愛科的門道（一）

柴油機(jī)鼻祖（左）柴油機(jī)之父-魯?shù)婪?狄塞爾（右）

1892年，狄塞爾（Diesel）成功發(fā)明內(nèi)燃式柴油機(jī)，這也就是1000多年前的唐朝有位狄大人一直說的“必有隱情”的引擎。為了表彰狄塞爾的偉大功勛，不僅多國發(fā)行了他的人物郵票，也更是直接以他的名字代表了“柴油”，以此紀(jì)念。

100多年一來，柴油機(jī)的技術(shù)水平不斷提高，這為人民生活水平的不斷提高，可謂是發(fā)揮了巨大貢獻(xiàn)。時(shí)至今日，制約柴油機(jī)的好像不再是功率、熱效率、壓縮比等等問題，而偏偏是排氣，你說此事蹊蹺不蹊蹺。

環(huán)境污染問題日益凸顯，那么為了我們賴以生存的大氣環(huán)保，對排放作出限制就勢在必行。凡事要實(shí)行也必須有個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，那么我們就從標(biāo)準(zhǔn)看起。

非道路移動機(jī)械用柴油機(jī)排氣污染物排放指南（部分）

在說國幾之前，我們先看看全球，站的高才能看的遠(yuǎn)。目前全球主流的排放有三種：

第一種歐洲，這也是我們一直的主要參照。

第二種美國，他們執(zhí)行自己的一套標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)大到一定程度自己就是標(biāo)準(zhǔn)了。

第三種還處于奔放狀態(tài)幾乎無標(biāo)準(zhǔn)，比如非洲。

從上面的表上大家看阿拉伯?dāng)?shù)字能簡單的看出來，我們的國四≈歐四，但加入了PN這一項(xiàng)呢又是在向歐五靠攏了。歐洲從2019年開始實(shí)行歐五，有消息稱我們2027年會有國五，爭取逐步趕上。不過目前我們的鄰居韓日實(shí)行的還是歐四，所以至少在這一塊的排放上，我們國四后對韓日馬上就硬氣了，不像現(xiàn)在的世界杯，我們只能做純看客。

阿拉伯?dāng)?shù)字看完以后，就該看英文字母了，事物總是這么的循序漸進(jìn)，然后方能漸入佳境。先進(jìn)行名詞解釋：

CO：這個(gè)大家應(yīng)該都認(rèn)識，一氧化碳是煤氣的主要成分，可以使人窒息中毒。

HC：烴（tīng ），碳?xì)浠衔?，它也是柴油本身的重要組成部分。它不是一種物質(zhì)，是一類物質(zhì)的統(tǒng)稱。既然是一類物質(zhì)，那么它的危害也是多種多樣，主要是會致癌。

NOx：氮氧化物，于環(huán)境來說它會形成酸雨或者和HC結(jié)合形成光化學(xué)煙霧。對人直接來說，主要會引起呼吸系統(tǒng)疾病。有時(shí)候我們聽到的“笑氣”也屬于氮氧化物。
PM：這個(gè)一直比較熱門，于柴油機(jī)來講主要就是碳煙微粒。如果小時(shí)候燒過灶頭的會有直觀感受，危害也就不用講了。

PN：這個(gè)說的是上面PM的數(shù)量，就是有多少個(gè)微小顆粒。不僅要以質(zhì)量來控制顆粒的總量，還要要求顆粒數(shù)量也不能超，兩手抓，兩手硬。這也是歐五和歐四的最主要區(qū)別，我們一步到位在國四上直接享受了。

既然有這么多的東西有這么多的危害，那怎么辦呢。無非兩點(diǎn)，要么發(fā)動機(jī)本身少排要么排出來后再進(jìn)行處理，而國四的后處理系統(tǒng)就是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生的。

上圖是目前常規(guī)的全套后處理方案，并且順序不能亂，一定是1234，但并不是說所有的發(fā)動機(jī)都一定同時(shí)用上了這四個(gè)方式。

目前主要是兩種路線，馬力稍微小一點(diǎn)的采用123，馬力大點(diǎn)的就得是234。我們可以再回上去看下標(biāo)準(zhǔn)表，畢竟不同馬力段國四排放還是有差異的，比如小于130KW的排放中NOx的標(biāo)準(zhǔn)相對還是要低一些的。

既然是兩種方案，那肯定是有區(qū)別的。我們先看下123這個(gè)方案，其中采用中的EGR模塊，俗稱廢氣再循環(huán)，循環(huán)這個(gè)詞比較好聽，但我覺得不甚恰當(dāng)，這里叫做廢氣再回爐可能更直觀。簡單講就是讓燃燒后的廢氣其中一部分繼續(xù)進(jìn)入缸套再次參與燃燒。這樣的話，對排放污染物肯定有幫助，也就是排氣管肯定開心些。有人開心就有人不開心，對發(fā)動機(jī)本身而言，就難說了。

首先，它會增加油耗，一般來講5%左右肯定是有的。另外也會一定程度上影響性能，有動態(tài)響應(yīng)試驗(yàn)表明，在加載1S后，EGR車型輸出扭矩要比普通車型低16%。其次，由于其沒有采用SCR，那么為了防止產(chǎn)生過多的NOx，必須控制燃燒溫度不能過高。因?yàn)闇囟仍礁?、壓力越大，氧氣越充分，NOx越多。

可問題是，地球人都知道，在一定工況條件下，溫度越高、壓力越大，氧氣越充分，功率才越大。不管是柴油機(jī)還是飛機(jī)火箭都是如此。不僅僅如此，如果排氣溫度相對偏低，也不利于DOC和DPF的工作，如下圖能明顯看到，紅色區(qū)域?yàn)镈OC的高效率區(qū)，而這些區(qū)域都在相對的高溫區(qū)。DPF也是如此，其被動再生的溫度必須維持在250以上，如果不能維持溫度，那么較容易被碳煙微粒堵塞。之前沸沸揚(yáng)揚(yáng)某汽車的堵塞有很大因素可能就是溫度不夠。

DOC的工作效率與溫度關(guān)系圖（縱軸為效率/橫軸為溫度）

最后，凡事有弊也必有利，只在權(quán)衡間。由于123方案，沒有SCR這個(gè)裝置，也就不存在這個(gè)部件的故障，整車價(jià)格會相對低些。另外不需要加尿素，心理上的使用成本會低些，請注意“心理上”。畢竟人的認(rèn)知除了客觀上，心理上有時(shí)候會占據(jù)上風(fēng)。就像歌里唱的“明明知道不可以，卻偏偏自己騙自己”。大家要多做“明明”，少做“偏偏”，因?yàn)檩敳黄稹?span style="font-family: system-ui, -apple-system, BlinkMacSystemFont, "Helvetica Neue", "PingFang SC", "Hiragino Sans GB", "Microsoft YaHei UI", "Microsoft YaHei", Arial, sans-serif; font-size: 15px; letter-spacing: 1px; text-align: justify; background-color: rgb(255, 255, 255);">