共轨柴油机的减排新技术：EGR和SCR技术



共轨柴油机的减排新技术：EGR和SCR技术

根据欧洲环境中心的数据，轨道车辆的NOx和颗粒物（PM）的排放仅占整个交通行业总量的1%～5%，与公路运输相比，由于其乘客密度大，车辆运行阻力小，其燃油消耗水平和CO2等的排放并不高。所以更关注NOx和PM的排放，进而需要研究相关技术。一方面，燃油消耗率和NOx可以通过废气再循环（EGR）技术而减少。另一方面，柴油机PM排放过滤（DPF）技术以及可选择性催化氧化（SCR）技术也会在柴油机上使用。

欧洲关于柴油机的新法规变得越来越严格。EGR和SCR技术都能够用来减少NOx的排放。然而，EGR技术的使用通常会带来PM排放的增加，这就需要安装DPF。SCR技术的应用需要安装尿素罐，需要研究各方面的权衡关系，使这些技术能够更好地应用在共轨柴油机上，从而满足新的排放标准。

当前的研究主要集中在将这些技术应用在柴油共轨发动机上的评估，本文基于一个三维数值仿真模型加以说明。研究了一台560kW的带有EGR和SCR的共轨柴油机，该柴油机用在轨道车辆上，在一个循环周期内对其NOx和PM排放进行评估。

仿真结果表明，无论EGR或SCR技术都能使NOx的排放达到限定值。对于560kW柴油机，仅有EGR技术其比油耗也能达到可接受范围。但是，该发动机还应该满足PM和NOx的排放要求，因此还要增加SCR和DPF技术。SCR技术通过添加尿素罐可以使NOx低于限定值，DPF技术的应用也使PM排放低于限定值。

虽然研究的是轨道车发动机，但通过其仿真结果对研究商用车等车用柴油机使用EGR和SCR技术提供了参考。

Carlo Beatrice et al. SAE 2013-24-0087.

编译：张冬冬