APP下载

电喷柴油车排放不达标原因及治理方法

2017-12-07倪初宁

汽车维护与修理 2017年11期
关键词:硫含量柴油发动机滤清器

倪初宁

1 电喷柴油车使用中存在的问题分析

2005年1月1日,北京最早开始推行国3排放标准柴油车,我国其他地区2008年7月1日才开始推行。国3排放标准柴油车与国2排放标准柴油车最大的区别就是从机械喷油柴油车变为电喷柴油车,但从电喷柴油车推出后,就产生了许多问题,其中最突出的问题表现在以下几个方面。

1.1 油耗高

电喷柴油车原本比机械喷油柴油车节省许多油,但在实际使用中,电喷柴油车随着行驶里程的增加,油耗会越来越高,最后会远远超过机械喷油柴油车。笔者从上海陕汽特约维修中心了解到,陕汽大货车新车油耗在38 L/100 km,但行驶一段时间后,油耗就会上升到50 L/100 km~55 L/100 km。笔者在上海宝山一家柴油车专业维修企业的库房里,曾见到许多电喷柴油发动机,后来了解到,这是许多客户因为电喷柴油发动机油耗太高,把电喷柴油发动机换成了机械喷油发动机,到柴油车年检时再换回电喷柴油发动机。

1.2 动力差

电喷柴油车随着行驶里程的增加,动力会越来越差,笔者在天津看到过一辆柴油奥迪轿车,刚行驶了1年多时间,最高车速就从160 km/h,降到了110 km/h;笔者在北京还看到一辆环卫系统的国3轻型柴油车,没有行驶多长时间,发动机最高转速只能达到2 000 r/min;由于动力太差,许多电喷柴油车客户不得已去掉了尾气净化装置,在东北,有许多出租车使用电喷柴油捷达轿车,往往行驶不到3个月,就将氧化催化器的载体捅掉了。

1.3 喷油配件易损坏

电喷柴油车通常采用高压共轨喷油系统,喷油器和喷油泵零件精密度高,维护要求高,一旦使用了劣质柴油,喷油器和喷油泵就很容易损坏,由于电喷柴油车经常要换喷油器,一年的维修费用往往要比机械喷油柴油车高出1万多元(人民币),这给电喷柴油车用户增加了很大的负担。

2 导致电喷柴油车故障的原因分析

那么,是什么原因导致上述问题的呢?笔者认为有以下几个方面的原因。

2.1 柴油方面的原因

我国柴油的质量比汽油差的更远,欧美发达国家生产的柴油主要组份为加氢裂化柴油,硫含量小于10×10-6,我国正规炼油厂生产的柴油主要组份为直馏柴油和催化柴油,由于缺少柴油深度脱硫脱芳加氢精制装置,我国市场上提供的可以达到国3、国4标准要求的柴油少之又少。2010年我国汽车工业协会组织的车用燃油抽检结果表明:市场上供应的柴油硫含量达到国3柴油标准的合格率只有14.5%,85.5%的柴油都是硫含量达不到国3标准的劣质柴油。由于炼油炼化工艺水平和原油质量等问题,我国正规炼油厂生产的柴油很难达到国3标准。以某石化公司为例:2011年前3个月生产的轻柴油的硫含量平均值为1 160×10-6,最高值一度达到1 600×10-6;调合国3柴油的组份常二线、常三线直馏柴油、加氢柴油也因为生产装置不同其硫含量差异巨大,例如:常二线550万t/年装置生产的直馏柴油硫含量为1 079×10-6,常二线500万t/年装置生产的直馏柴油硫含量为378×10-6,常三线装置生产的直馏柴油硫含量大于3 000×10-6,加氢柴油60万t/年装置生产的加氢裂化柴油硫含量为2 526×10-6,加氢柴油120万t/年装置生产的加氢裂化柴油硫含量为333×10-6,能够达到国3柴油标准的组份少之又少。该石化公司从2011年4月1日开始使用292、293罐(10 000 m³)调合0号国3标准柴油,到2011年6月10日止,只调合出7罐达到0号国3标准的柴油,其他均为达不到国3标准的轻柴油,作为我国屈指可数的中石化大企业生产状况尚且如此,其他小炼油企业油品质量更是可想而知。

该石化生产的0号国3标准柴油主要组份为加氢柴油18%~30%,常二线直馏柴油55%~65%,常三线直馏柴油0.1%~0.9%,煤油14%~18%。我国一般炼油企业生产的0号柴油主要组份为常一线直馏柴油20%~30%,常二线直馏柴油40%~50%,催化柴油25%~35%。从组份上看,除了能生产加氢裂化柴油的大企业有能力生产国3标准柴油外,我国大多数一般炼油企业只能生产无法匹配国3以上排放标准电喷柴油车的劣质轻柴油。

但是,即使是达到国3、国4标准的柴油,到了市场上也常常被掺混各种劣质柴油组份再出售,从而产生更多劣质柴油。掺混到国标柴油中劣质柴油的组份有重柴油、蜡油、焦化蜡油、溶剂油、重芳烃、船用内燃机油、矿物油、焦化柴油、减黏柴油、废机油炼制柴油、废塑料炼制柴油、废轮胎炼制柴油、地沟油炼制柴油等,这些组份掺混到国标柴油后常常造成柴油硫含量增加、十六烷值下降、烯烃和芳烃含量高、氧化安定性差等问题,导致柴油车油耗增加、排放变差、燃烧室易产生积炭、柴油发动机排放处理系统效率降低、中毒,甚至失效。比掺混劣质柴油更为恶劣的是掺混甲醇和水,在柴油中掺混甲醇和水会大大增加国3柴油车电喷系统腐蚀和磨损,严重缩短喷油器使用寿命。

目前市场上还有大量的非标柴油,非标柴油一般是用进口的180号燃料油进行简单的蒸馏产出柴油,再加入一些添加剂,将某些质量指标提高。此类非标柴油初期大部分质量指标可达到现行的国家标准,包括难度要求较高的十六烷值都可以达到国家标准。这种油品的严重缺陷是储存周期只有20天左右,过后会迅速氧化,颜色变黑。其次是硫含量超标。由于180号燃料油容易进口、价格低、易提炼,一些小炼油厂都利用直馏方法来生产非标柴油,这是市场非标柴油的主要来源之一。

再一种非标柴油是用白油料和走私红油掺兑而成,白油料是石油分馏的高沸馏分,这种油品和走私红油的价格比较便宜,白油料和走私红油按一定比例勾兑成非标柴油,虽然油品质量较差,但社会个体加油站都喜欢这种轻质油,这种油品在深圳周边地区较多。

还有一种非标柴油是用石脑油(轻油)或无臭灯油、溶剂油和燃料油(重柴油)、废机油勾兑而成的,当作轻柴油销售给柴油车驾驶人,这种非标柴油的多项质量指标都不合格,对柴油车有很大伤害。

劣质柴油是导致电喷柴油车产生各种问题最重要的原因,也是电喷柴油车环保检测不达标的最重要原因,它主要会带来以下问题。

(1)劣质柴油重组份多,分子团大,燃烧效率低,直接会导致电喷柴油车烟度值和轮边功率不达标。

(2)劣质柴油十六烷值低,很容易使柴油车产生爆震,导致动力下降,并造成机械强烈磨损,严重的会使发动机缸压不足,烧机油。

(3)劣质柴油中沉淀物多,很容易使喷油泵进口滤网和柴油滤清器堵塞,导致电喷柴油发动机动力不足。

(4)劣质柴油含水量大或含甲醇,很容易使喷油器腐蚀和磨损,严重缩短喷油器使用寿命。

(5)劣质柴油烯烃、芳烃含量高,氧化安定性差,易形成胶质、积炭堵塞喷油器,燃烧恶化,产生炭烟。

(6)劣质柴油因胶质多很容易在电喷柴油发动机燃烧室形成大量积炭,改变发动机压缩比和进气涡流,使活塞环粘结,加大磨损,导致经过优化匹配的发动机空燃比改变,动力和排放劣化。

(7)劣质柴油硫含量高,很容易使电喷柴油发动机排放处理系统效率降低、中毒,甚至失效,导致排放状况恶化。

(8)使用劣质柴油很容易堵塞电喷柴油车氧化催化器和颗粒过滤器,导致动力和排放改变。

2.2 柴油滤清器方面的原因

电喷柴油车对柴油滤清器的质量要求非常高,不但要过滤掉柴油中的杂质和沉淀物,还要过滤掉柴油中的水份。电喷柴油车柴油滤清器的成本要比普通柴油车柴油滤清器高出几倍甚至十几倍。许多柴油车维修企业甚至是电喷柴油车特约维修企业,为了利益,给客户的电喷柴油车使用了普通柴油车的柴油滤清器或假冒伪劣柴油滤清器;许多电喷柴油车用户,特别是轻型柴油车用户,为了贪图便宜,也选择使用了普通柴油车的柴油滤清器或假冒伪劣柴油滤清器。这种做法的结果就是使电喷柴油车喷油器的使用寿命大幅缩短,而一旦喷油器出现问题,电喷柴油车的油耗、动力、排放就立刻会出现问题。

2.3 保养方面的原因

许多电喷柴油车因使用劣质机油、劣质空气滤清器、劣质机油滤清器,加上保养周期长且不固定,发动机严重磨损的情况很多,导致油耗高、动力差。还有就是,电喷柴油车普遍缺乏定期清洗发动机燃烧室积炭和沉积物的保养作业,致使电喷柴油车长期因压缩比的改变而油耗高、动力差。再有就是电喷柴油车氧化催化器、颗粒过滤器的再生保养普遍没有得到重视,柴油车维修企业或特约维修企业在对电喷柴油车氧化催化器、颗粒过滤器再生保养时都缺少使用催化清洗剂降低炭烟颗粒物燃点这一关键环节,常常导致再生不彻底,再生周期短,疏通效果差,从而导致电喷柴油车油耗高,动力差。

3 治理电喷柴油车排放不达标的技术路线分析

对于油耗高、动力差、环保检测超标的电喷柴油车,只有经过全面系统的治理才能见到成效,否则常常会事倍功半,甚至治理后电喷柴油车的工况会更加恶化。环保检测超标的电喷柴油车通常要采用以下技术路线进行治理。

3.1 改善柴油品质,提升燃烧效率

使用柴油活力贴和催化清洗剂可有效改善柴油品质,提升燃烧效率。柴油活力贴是采用从火山灰中提炼出的稀土材料负离子纳米粉制成,它能幅射出远红外负离子波,贴在燃油进油管上能对燃油分子产生激活、分解、微粒作用,能让柴油中300 nm以上的大分子团簇分解成几纳米的小分子,从而起到改善燃油品质,提高燃烧效率,降低燃油消耗,增加车辆动力,减少黑烟排放的作用。

催化清洗剂是直接加入油箱中,它在柴油燃烧过程中大幅增加燃烧中心,并大幅降低炭烟燃点,从而极大地提升柴油燃烧效率,通常催化清洗剂可降低柴油车50%~80%烟度值,提高5%的轮边功率。

3.2 检查维护柴油供给系统

(1)检查喷油泵滤网是否堵塞并清洗;检查供油压力是否达标,如喷油泵磨损严重导致供油无法达标,则更换喷油泵。

(2)检查喷油器的喷油雾化状况,如喷油器因严重磨损导致偶件卡滞不喷油,则更换喷油器。

(3)检查柴油滤清器及油管内是否有空气;清洗柴油滤清器及油管;如果柴油滤清器为非正规产品或已严重堵塞,则更换成正规的柴油滤清器。

3.3 检查维护进气系统

(1)检查和清洗空气滤清器,如过脏则更换空气滤清器。

(2)检查涡轮增压器及其进气管路是否正常,如果涡轮增压器进气管路被污物阻塞或涡轮增压器叶片倾倒,则清洗进气管路或更换涡轮增压器。

3.4 检查维护燃烧系统

(1)如果电喷柴油车提速变慢,一定是燃烧室内积炭过多,采用三元清洗方法+催化清洗方法是解决电喷柴油车油耗高、动力差、冒黑烟等问题最关键的技术环节。柴油发动机产生的沉积物和炭烟都是由可溶性有机物SOF和不可溶性有机物(石墨碳)组成的,沉积物和炭烟之所以难以消除与柴油发动机工作温度低和沉积物、炭烟起燃点高有很大关联。催化清洗方法和柴油发动机三元清洗方法是北京龙泉绿爽科技有限责任公司独创的清除柴油发动机系统内沉积物和炭烟的清洗技术。催化清洗方法是将催化清洗剂加入到柴油车的油箱中,在行驶过程中它可以让沉积物和炭烟的起燃点大幅降低,将沉积物和炭烟中可溶性有机物SOF和大部分不可溶性有机物(石墨碳)催化氧化成二氧化碳和水,从而起到清除沉积物和炭烟的作用。北京龙泉绿爽科技有限责任公司生产的柴油车催化清洗产品有两种:一种是“泉爽牌烟霸”,它是第一代柴油车催化清洗产品,目前被广泛应用于解决柴油车尾气烟度值超标问题;一种是“泉爽牌黑烟去无踪”,它是第二代柴油车催化清洗产品,具有更高的强力催化清洗作用,它在降低柴油车尾气烟度值的同时更能大幅提高柴油车的轮边功率和转速。柴油发动机三元清洗方法是通过空气流量控制板,控制进气量,提高柴油发动机燃烧温度,通过输入三元清洗剂溶解、分解、氧化沉积物,建立高温氧化环境,使结块的沉积物变成二氧化碳、水和颗粒物排出,从而起到清除沉积物的作用。

(2)如果电喷柴油车在冒黑烟同时排出很臭的尾气,则说明气缸垫密封有问题,需紧固或更换气缸垫。

3.5 检查维护排气系统

采用三元清洗方法+催化清洗方法再生和疏通排气系统氧化催化器和颗粒过滤器。所谓三元清洗指的是它能同时对柴油发动机进气系统、燃烧系统、排气系统进行物理溶解清洗和化学氧化清洗。三元清洗方法+催化清洗方法可以系统地解决电喷柴油车因发动机燃烧系统、排气系统沉积物和炭烟导致的油耗高、动力差、排放超标问题,特别是对安装了氧化催化器和颗粒过滤器的国4电喷柴油车,它不仅能清除氧化催化器上的毒物,使其恢复活性,还能更好地疏通和清洗氧化催化器、颗粒过滤器上的沉积物和炭烟,使其恢复尾气净化功能。

3.6 检查维护冷却系统

(1)清洗散热器上的脏物,提高冷却效能。

(2)清除散热器内水垢,加强冷却液循环。

3.7 检查维护润滑系统

(1)检查是否烧机油,如猛踩加速踏板时排气管冒蓝烟,则必须大修发动机。

(2)更换应季机油和机油滤清器。

(3)如果车辆已行驶较长的里程,则可在机油中加入修复剂。

通过以上全面系统的检查维护,环保检测超标的电喷柴油车基本都可以达标,油耗高、动力差的问题也都可以解决。但如果经过以上全面系统的检查维护后,环保检测时轮边功率仍不达标,则很可能是柴油车生产厂调校的问题,有些柴油车生产企业为了让柴油车起步快,载重大,刻意牺牲了柴油车的功率,在新车出厂时轮边功率就不达标,这种情况只能通过去柴油车生产企业特约维修中心刷大功率ECU卡或更换ECU卡才能解决。

当然,要想保持电喷柴油车油耗低、动力好、排放达标的良好技术状况,则要对车辆进行周期维护,除了按照行驶里程更换机油、机油滤清器和空气滤清器外,还要每行驶5 000 km清洗电喷柴油车燃烧室积炭(只需在油箱中加入一瓶催化清洗剂即可),每行驶5 000 km对电喷柴油车排气系统氧化催化器和颗粒过滤器进行再生保养(采用三元清洗方法+催化清洗方法可将电喷柴油车目前的1 000 km再生周期提高至5 000 km)。

猜你喜欢

硫含量柴油发动机滤清器
基于Hypermesh的空气滤清器支架优化设计
高频红外吸收光谱法测定硅碳球中硫含量
吉林省旱地土壤有效硫含量及其与土壤有机质和全氮的关系
强电磁脉冲下柴油发动机系统薄弱环节识别
汽车空气滤清器的保养与维护研究
征集国Ⅳ和国Ⅴ柴油发动机稿件
征集国Ⅳ和国Ⅴ柴油发动机稿件
石油产品中微量硫的微库伦分析法实验条件的选择
轻型汽油车N2O排放影响因素的研究
宝马或推四涡轮增压柴油发动机