中国非道路第四阶段排放标准等效于美国4级过渡期和欧盟IIIB阶段排放标准,有关部门正计划实施国Ⅳ标准相关法规,而这将对农用和工程机械行业,包括挖掘机、装载机、叉车和农用拖拉机等设备的生产商产生深远影响。
国Ⅳ标准将带来许多改变
国Ⅳ排放标准的实施将会为中国机械行业带来多方面的影响。在其他曾经历过相同排放改变的国家,随着换装低排放发动机,发动机的尺寸也得相应缩小。例如,过去安装6升排量发动机的设备,现在会改用4升发动机,其中一个原因是主机厂可腾出空间安装后处理器,从而不用重新设计整个主机,另一个考虑因素是后处理技术在减低排放的同时也有利于提升发动机的扭矩和动力。
“主机厂可以很容易看到一台尺寸更小、重量更轻的发动机的好处,不但可以令主机更有效率,同时变得更小巧、更轻盈。尺寸缩小了,也意味油耗可以得到改善。”Perkins北亚市场经理张嘉俊解释道。
最近几年,国内客户开始追求更高的品质,Perkins预测这个需求会随着国Ⅳ的实施不断提升。国Ⅳ发动机的结构会比国Ⅲ发动机更复杂,将会配备更多部件和新技术,包括电控和后处理技术。为确保能够生产高度可靠的产品,主机厂们将需要选择拥有制造高品质发动机的供应商。
丰富的低排放发动机经验
Perkins是研制非道路用发动机的专家,在设计和集成用于技术要求特别高的设备的发动机方面有许多成功案例。例如,有些挖掘机要求很长的工作周期和高倾角,更要在肮脏的环境下操作,对于这些应用场合,发动机也要能够抵抗在崎岖不平的路面上操作带来的震动和碰击,这些问题Perkins都曾完美的解决。
多年以来,Perkins在北美、欧洲和日本等多个地区做过许多应对减排的工作,采用了多种不同技术,包括共轨、SCR、DOC和柴油颗粒滤清器(DPF)。Perkins历史悠久,累积生产了20多万台符合或超越国四排放标准的非道路用发动机。这些发动机的总运行时数超过5亿个小时,应用于2000多种不同类型的机械设备。
Perkins销售营销兼服务及零部件副总裁杰邱(Jaz Gill)说:“Perkins拥有85年研制发动机的经验,作为服务全球的发动机供应商,我们过去在世界各地参与了许多排放法规升级的工作。国四标准的实施将是主机厂的一个极大挑战,但只要有适当的规划和选定像Perkins般富有经验的合作伙伴,相信一定可以克服一切障碍。”
虽然Perkins打胜过许多排放标准的硬仗,但其仍会为国Ⅳ标准专门设计不同于欧美的解决方案。Perkins将会为客户提供一个覆盖6到470kW功率范围完整的发动机阵容。Perkins全球营销总监聂大卫(David Nicoll)解释说:“中国是个很特别的市场,客户有些很独特的要求。他们不但要求我们的产品在整个生命周期都能够维持低成本,更要达到很高的可靠性。开发国Ⅳ标准发动机的重任交给了我们在无锡的研发中心,所以我们的团队完全掌握中国客户的需求。与此同时,我们在英国和美国也有许多资深的同事,拥有直接参与研制低排放发动机的多年经验。”
可灵活匹配不同的技术
据悉,国Ⅳ标准颗粒和气氧化物(NOx)的限值已经定好,但实施的日期和若干技术细节还有待最终定案。对此,Perkins已经成功研制多个技术解决方案,可有效控制废气排放在极低水平。利用这些技术设计的环保型发动机,不但十分清洁,且能保证低油耗、高生产效率和极高的可靠性。
杰邱说:“我们的主机厂(OEM)客户就国Ⅳ排放标准向我们提出了很多问题。目前主机厂们还未进入生产样机的阶段,但我们预期他们将会开始制定策略以应对新的排放标准,同时着手主机的概念设计。也就是说,他们已在考虑选择那些掌握合适技术经验的供应商、未来产品组合的宽度,还有需要投入多少资金和资源,以及团队人员需要掌握哪些新技术。”
国Ⅳ的各项排放标准将要求制造商在不同的功率范围采用不同的技术,这意味将不可能会有一个单一的“理想解决方案”。举例来说,符合50kW设备要求的技术,将无法满足150kW的要求,而250kW的设备又会需要另一解决方案。
Perkins国Ⅳ产品阵容内的不同发动机型号将会采用不同的技术,包括电控、共轨喷油系统、先进涡轮增压、选择性催化还原(SCR)和柴油氧化催化 (DOC)。当国Ⅳ法规有了最后定案,其就可马上落实选用哪种技术。
中国过去的许多机械设备都无需采用后处理技术,国Ⅳ排放标准一旦实施将改变这个情况。张嘉俊说:“有一点很重要,就是我们不能纯粹思考在原有的国三发动机上面简单地加点技术,如后处理技术。设计国Ⅳ发动机时,各项不同的技术需要互相融合,一起发挥作用,才能提供最佳的解决方案。只有采用这样的应对方法,才有可能达到客户所要求的可靠性。”