HC的克星

王蘭

為滿足更嚴(yán)格的碳?xì)浠衔镎舭l(fā)排放法規(guī)，大陸集團(tuán)引入了全新的解決方案——主動(dòng)脫附泵。

機(jī)動(dòng)車(chē)排放的碳?xì)浠衔锖偷趸镉幸话胍陨现苯愚D(zhuǎn)化成PM2.5，這就是為什么在中外大城市里，機(jī)動(dòng)車(chē)污染分擔(dān)率超過(guò)30%以上，成為第一大污染源的原因。而氮氧化物主要由于大排量汽車(chē)排放，碳?xì)浠衔飫t主要是由小排量汽車(chē)排放。

日前，環(huán)保部發(fā)布《中國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)環(huán)境管理年報(bào)（2017）》（以下簡(jiǎn)稱“年報(bào)”）顯示： 2016年，全國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)排放污染物初步核算為4472.5萬(wàn)噸，比2015年削減1.3%。其中，汽車(chē)是污染物排放總量的主要貢獻(xiàn)者，其排放的一氧化碳和碳?xì)浠衔锍^(guò)80%，氮氧化物和顆粒物超過(guò)90%。分別為：一氧化碳（CO）3419.3萬(wàn)噸，碳?xì)浠衔铮℉C）422.0萬(wàn)噸，氮氧化物（NOx）577.8萬(wàn)噸，顆粒物（PM）53.4萬(wàn)噸。

可見(jiàn)，在連續(xù)8年成為世界機(jī)動(dòng)車(chē)產(chǎn)銷第一大國(guó)的中國(guó)，機(jī)動(dòng)車(chē)污染已成為其空氣污染的重要來(lái)源，是造成細(xì)顆粒物、光化學(xué)煙霧污染的重要原因，機(jī)動(dòng)車(chē)污染防治的緊迫性日益凸顯。

年報(bào)還指出，從2011年～2016年，我國(guó)汽車(chē)四項(xiàng)污染物排放量由3770.6萬(wàn)噸增加到3939.3萬(wàn)噸，年均增長(zhǎng)0.9%。

據(jù)預(yù)測(cè)，未來(lái)5年我國(guó)還將新增機(jī)動(dòng)車(chē)1億多輛、工程機(jī)械160多萬(wàn)輛、農(nóng)業(yè)機(jī)械柴油總動(dòng)力1.5億多千瓦、車(chē)用汽柴油1億噸～1.5億噸，由此帶來(lái)的大氣環(huán)境壓力巨大。

日前，為響應(yīng)全球更加嚴(yán)格的碳?xì)浠衔镎舭l(fā)排放法規(guī)，大陸集團(tuán)引入了全新的解決方案——主動(dòng)脫附泵 （APP） 。

兩大難題

預(yù)計(jì)，主動(dòng)脫附泵最早在2019年底正式投產(chǎn)。大陸集團(tuán)動(dòng)力總成事業(yè)部傳感器及執(zhí)行器業(yè)務(wù)單元負(fù)責(zé)人Klaus Hau表示，“大陸集團(tuán)已研發(fā)出能夠進(jìn)一步減少碳?xì)湔舭l(fā)污染物的電氣化解決方案。主動(dòng)脫附泵首次實(shí)現(xiàn)了碳罐的獨(dú)立脫附，無(wú)需再依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和真空。借助主動(dòng)脫附泵，汽車(chē)制造商將能夠更好地滿足即將頒布的各種碳?xì)浠衔锱欧欧ㄒ?guī)。”

誠(chéng)然，日益嚴(yán)格的汽車(chē)排放法規(guī)，其實(shí)質(zhì)是為了抑制汽車(chē)從廢氣中排出的CO（一氧化碳）、HC+NOx（碳?xì)浠衔锖偷趸铮?、PM（微粒，碳煙）等有害氣體的產(chǎn)生。而汽油不僅高度易燃，而且十分容易揮發(fā)。吸入含苯的煙霧會(huì)對(duì)人體健康造成危害，碳?xì)浠衔锱c汽車(chē)尾氣在陽(yáng)光的作用下，會(huì)導(dǎo)致光化學(xué)煙霧，成為大城市的一大隱患。

為減輕汽油燃料的不良影響，現(xiàn)代汽油車(chē)普遍配備了用于降低碳?xì)浠衔锱欧诺恼舭l(fā)物處理系統(tǒng)。燃油箱中的所有煙霧均會(huì)被吸入活性碳罐，而這些積存有碳?xì)浠衔锏幕钚蕴脊扌枰?jīng)常沖洗或脫附。含碳?xì)浠衔锏目諝馔ㄟ^(guò)進(jìn)氣歧管流入燃燒室被發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒掉，所以這一系統(tǒng)大大減少了碳?xì)湔舭l(fā)排放。

但是，目前該處理系統(tǒng)面臨著兩大難題。首先，在未來(lái)四到五年內(nèi)，全球范圍內(nèi)的碳?xì)浠衔锱欧欧ㄒ?guī)將日趨嚴(yán)格。其次，碳罐脫附目前使用的是發(fā)動(dòng)機(jī)部分負(fù)荷工作，工作期間需要“節(jié)流”汽油發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)氣歧管中產(chǎn)生真空。在燃油效率較高的汽油車(chē)中，由于節(jié)流效率低下和盡可能避免節(jié)流，產(chǎn)生的真空很少，甚至根本沒(méi)有真空可利用。在汽油輕混汽車(chē)中，發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間再次被縮短，可能都達(dá)不到駕駛時(shí)間的20%，因而更加沒(méi)有真空可供利用。

按需使用

“概括來(lái)說(shuō)，現(xiàn)代汽油車(chē)的效率一定程度上取決于發(fā)動(dòng)機(jī)能否盡可能地在最高效的運(yùn)行工況下工作，混動(dòng)汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)甚至基本不工作。由于節(jié)流損失會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的熱力學(xué)效率降低，因此應(yīng)避免節(jié)流。無(wú)論是為解決環(huán)境問(wèn)題，還是出于經(jīng)濟(jì)角度的考慮，降低燃油消耗是必然趨勢(shì)，節(jié)流已經(jīng)越來(lái)越不受歡迎?！贝箨懠瘓F(tuán)尾氣及排放執(zhí)行器單元產(chǎn)品經(jīng)理Stefan Grüneis進(jìn)一步解釋說(shuō)，“隨著對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)效率的要求越來(lái)越高，汽油車(chē)中發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的真空越來(lái)越少，往往達(dá)不到碳罐脫附的邊界條件，因此，脫附變得越發(fā)困難?！?/p>

“主動(dòng)脫附泵的運(yùn)作不依賴于真空，相反，它會(huì)主動(dòng)從碳罐中吸取含碳?xì)浠衔锏目諝?。用于完成這一動(dòng)作的徑向泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔緊湊、重量較輕，由高效無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)?！?Stefan Grüneis指出，“主動(dòng)脫附泵的最大優(yōu)點(diǎn)是我們可以按需使用，在必要的時(shí)候?qū)⑵浼せ睢＿@一特性使主動(dòng)脫附泵成為了更經(jīng)常在高負(fù)載下運(yùn)轉(zhuǎn)的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)、節(jié)流設(shè)計(jì)、啟停系統(tǒng)及發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間關(guān)閉的混合動(dòng)力系統(tǒng)的完美搭配?！?/p>

據(jù)了解，大陸集團(tuán)的主動(dòng)清洗碳罐是新解決方案的核心功能，當(dāng)結(jié)合其他軟件模塊和附加硬件（如碳罐電磁閥、油箱鎖閉閥）后，該解決方案將實(shí)現(xiàn)包括高效檢測(cè)泄漏問(wèn)題、測(cè)量脫附氣流中的碳?xì)浠衔锖吭趦?nèi)的更多功能。

Stefan Grüneis分析，這些附加功能使得泵成為了主動(dòng)脫附系統(tǒng)的核心。如要調(diào)節(jié)部分負(fù)載或空轉(zhuǎn)期間的燃油噴射量，就必須測(cè)定脫附氣流中的碳?xì)浠衔餄舛?。同時(shí)，燃油箱泄漏檢測(cè)是一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，必須單獨(dú)設(shè)計(jì)。相較之下，在現(xiàn)有的主動(dòng)脫附泵基礎(chǔ)上構(gòu)建主動(dòng)脫附系統(tǒng)要更有效率。

“為滿足系統(tǒng)集成化程度越來(lái)越高的大趨勢(shì)，主動(dòng)脫附泵和主動(dòng)脫附?jīng)_洗系統(tǒng)的必備功能性內(nèi)容可靈活地與硬件和軟件組件進(jìn)行搭配組合?！?Stefan Grüneis強(qiáng)調(diào)說(shuō)。

相關(guān)鏈接：

科技公司大陸集團(tuán)成立于1871年，為車(chē)輛、機(jī)械設(shè)備、交通及運(yùn)輸領(lǐng)域提供安全、高效、智能且經(jīng)濟(jì)適用的解決方案。2016年大陸集團(tuán)銷售額達(dá)到 405 億歐元。目前集團(tuán)在全球員工數(shù)量超過(guò) 23萬(wàn)名，遍及 56 個(gè)國(guó)家和地區(qū)。

自從1994年正式開(kāi)始在中國(guó)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)以來(lái)，大陸集團(tuán)服務(wù)于各個(gè)汽車(chē)細(xì)分市場(chǎng)上主要汽車(chē)生產(chǎn)商。與此同時(shí)，他們也開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)材料、功能部件、零部件和系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于軌道交通、機(jī)械、工程、礦業(yè)及其他重要工業(yè)行業(yè)。

目前，大陸集團(tuán)在中國(guó)共設(shè)有27 處生產(chǎn)基地、17個(gè)研發(fā)中心，員工總數(shù)超過(guò)2.5萬(wàn)名，大陸集團(tuán)五大事業(yè)部為中國(guó)市場(chǎng)提供定制化的解決方案。

動(dòng)力總成事業(yè)部研發(fā)生產(chǎn)用于汽車(chē)動(dòng)力總成系統(tǒng)的創(chuàng)新和高效的系統(tǒng)解決方案，幫助降低汽車(chē)油耗。其廣泛產(chǎn)品涵蓋汽油和柴油噴射系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)管理和變速箱控制等領(lǐng)域，包括傳感器和執(zhí)行器、廢氣后處理技術(shù)、供油系統(tǒng)和部件，以及用于混合動(dòng)力及電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的部件與系統(tǒng)。動(dòng)力總成事業(yè)部在全球員工超過(guò)3.75萬(wàn)名，2016年實(shí)現(xiàn)創(chuàng)紀(jì)錄銷售收入約73億歐元。endprint