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非道路国四即将实施!机遇与挑战并存,东风康明斯注定不平凡
2022-06-08 来源:中国工程机械商贸网

在“碳中和、碳达峰”目标背景下,环保已成为我国基本国策,非道路国四排放标准即将于2022年12月1日实施。东风康明斯一贯乐于“向难而生”,在非道路国三标准执行时扮演前锋角色后,再次站在了应对挑战的前排。

在排放新规中,非道路国四与国三相比颗粒排放限值降低了90%,同时配套的排放管控措施趋严,国内的发动机企业面临巨大挑战。东风康明斯作为工业动力技术先行者,依靠自身的研发实力和过硬的产品品质,传承优秀技术血脉,在非道路国四领域已做好充分准备。

强大技术支持,破解“国四”难题

Q:非道路国四即将实施,目前东风康明斯在非道路领域的技术准备是否充分?

东风康明斯依托于康明斯这样一家百年历史的国际发动机巨头,所获得的强大技术支持不言而喻。面对即将实施的非道路国四排放标准,东风康明斯已做好准备,为用户提供高效可靠的动力解决方案。

东风康明斯还根据中国工业动力应用的特点,依托口碑优良、成熟可靠的基础平台,应用欧Ⅳ、欧Ⅴ和道路国六先进技术,量身定制、精益打造出全新的、系列化的、覆盖全面的非道路国四产品。

不仅如此,东风康明斯在国内外工程机械市场已深耕多年,对各个细分市场都有着非常深入的了解,非道路产品在工程机械、农业机械、发电机组等多个领域已得到广泛应用,获得了广泛的赞誉和信赖。在此基础上,相信非道路国四产品在未来市场上也会大放异彩。

产品本身的先进性及对于不同细分市场的成熟应用是基础,配以研发、创新、与时俱进,东风康明斯从未忘记深耕市场与用户的真实需求。

Q:非道路国四排放限值等同于欧ⅢB,增加PN(粒子数量)限值后难度加大,是否会影响东风康明斯的技术开发?

本次非道路国四排放标准基于中国的实际情况,融合了欧ⅢB、欧Ⅳ、欧Ⅴ相关标准,还参考了道路国六的部分要求,比三阶段标准更加复杂,技术难度大。这对于任何企业,包括东风康明斯而言,都是巨大的挑战。

为了应对PN限值的问题,后处理系统必须要加装DPF(颗粒辅助器),技术难度主要在于增加了数据标定工作量、开发和验证周期更长以及对子系统集成开发的要求更高。

东风康明斯在后处理系统增加DPF以后,重新进行了匹配开发,应用新的热管理技术方案和最新的载体-涂层方案 (DPF采用DCLP结构,非对称低孔隙结构,满足PN限值要求)。该方案后处理体积更小,满足PN限值和热管理需求的同时,有效延长零部件寿命和降低系统成本。

技术路线之争,东康蓄势待发

Q:排放升级成为企业新挑战,在自有技术储备中,东风康明斯如何选择技术路线?

在非道路国四标准动力的研发上,既没有能直接参考的“标准路线”,更没有现成的“标配路线”,抢占市场必须打开新的思路。

非道路国四产品主要采用两种排放技术路线:

一是采用高压共轨+EGR+DOC+DPF的技术路线,主要应用于B3.9、B5.9中小平台。基础机发展自非道路国三平台,在高度继承性、维护便利性、可靠性方面能充分发挥出原有的优势,主要功率覆盖范围是80~220马力。东风康明斯EGR技术使用热端高压EGR闭环控制架构,开发专用动力缸关键零件,优化EGR 流量标定逻辑,对非道路应用适应性、可靠性、排放控制更加优秀。法规中175马力以上的NOx和颗粒物排放等级更严,如果仍然采用高压共轨+EGR+DOC+DPF的技术路线,技术难度大大增加,但东风康明斯凭借先进的发动机智能热管理技术,决定拓展B5.9平台到220马力,依然能满足非道路国四排放的标准。

二是采用高压共轨+DOC+DPF+SCR的技术路线,主要应用中重型平台:B6.7、L9、M14、M15等。继承自车用国六平台的技术路线,但从发动机进气系统到智能控制系统,从发动机结构设计到集成排放后处理系统,均进行了创新和改进升级,即使在复杂的应用工况和自然环境下,也可满足非道路国四排放法规,同时实现排放控制、经济型、动力性的最佳平衡,主要功率覆盖范围是170~650马力。

Q:两种技术路线区别在于后处理技术,东风康明斯SCR后处理装置优势何在?

在主流市场中,DOC+DPF+SCR后处理技术是满足非道路国四排放标准的关键,东风康明斯的后处理装置对主机设备和终端客户的影响更小,使用的高效SCR,转化效率可达98%以上,尺寸更加紧凑,便于设备集成和应用。

另一方面,发动机马力越大,对SCR转化能力要求越高,尺寸要求越大,但这将导致较高的成本和较高的排气阻力。 因此东风康明斯在发动机端标定层面也进行平衡和优化,在维持燃油经济性的同时,减少了原始排放,通过匹配高效SCR技术满足排放要求 (东风康明斯SCR载体规格是600/6 配合高效涂层技术,国内普遍试验的是400/4 ,同样能力下体积减小约20%)。

高效后处理装置节省安装空间,燃油经济性好,可以实现国三到国四的平稳升级,这也是东风康明斯针对非道路国四进行的适应性开发,目的是让SCR的体积、适应度、匹配度更好。

市场竞争激烈,开发紧扣“适应性”

Q:产品升级,用户购买、使用成本上涨,对此,东风康明斯是否进行了技术型“降本增效”?

实现非道路国三到国四的升级,必然带来初始购置成本的增加。因此,东风康明斯在发动机本身的硬件上做了大量的技术降本,在保证排放法规的基础上,使用户购买、使用的成本具备竞争力。

在研发初期,我们就考虑对发动机和后处理进行一体化设计,且同时从系统的角度考虑如何优化零部件,例如EGR系统采用集成化设计、采用更高效的后处理装置, 来达到系统成本最优,并且通过标定的一体化控制,使发动机系统始终运行在最佳性能和经济区间。

为降低用户使用成本,东风康明斯将原先400小时的维护保养周期延长至500小时,且进一步优化了机油消耗量,使全生命周期成本更节省,大大提升用户的感受。

另外,通过发动机智能诊断,可以提醒终端用户及时进行维护保养,维修人员快速实施故障排查和维修,让主机制造商和终端用户,能够在成本、收益、设备持续开机时间等方面有更好的体验。

Q:市场竞争激烈,数字化、智能化已成为不可逆转的发展趋势,东风康明斯在这一领域有哪些适应性开发与升级?

目前针对非道路国四排放标准,除了原有的技术储备,东风康明斯在各个层面都进行了完善。

一是数字化赋能再升级,通过车联网大数据加持,我们可以在后台了解发动机运转情况,通过在运营设备状态的大数据分析,例如油耗、动力性等等,持续优化产品与技术,通过发动机远程标定功能持续迭代升级,使我们的发动机更加聪明的贴合用户实际使用场景;通过发动机系统的性能数据表现,可以为用户实施智能诊断和提前预警,提醒终端用户及时进行维护保养,为高效出勤提供保障。

二是智能化控制系统升级,东风康明斯非道路国四发动机配备智慧大脑控制系统,配合发动机先进的热管理、燃烧控制,后处理系统深度集成技术,可以根据设备实际使用工况、针对不同转速和扭矩智能调节,确保发动机与后处理始终处于高效节能的工作区间,无论高温、高寒、高原 ,还是低速、低负荷状态下,发挥出最佳的性能优势。

三是产品定制化开发,从非道路国三到国四专属定制产品适应性开发,针对不同设备需求及实际使用工况的输入,与主机厂合作伙伴通力合作,从硬件匹配设计、性能试验、场地测试、PEMS以及电控功能完善等进行优化整合,为用户量身定制实现环保、经济与效率最优表现的动力解决方案。

在竞争激烈的市场环境中,东风康明斯始终在升级迭代,持续为用户提供满意的产品及服务。

深厚的经验和积淀,底气十足的创新,让东风康明斯在中国工业动力领域逆势上扬。目前,东风康明斯非道路国四发动机系列产品已就绪,融合了更多物联网、智能化、数字化等新技术,以经济高效、节能环保、高端智能的数字化动力产品和专业服务,助力中国工业动力配套体系持续创新,为“双碳”目标的达成、整机技术性能的提升,贡献优质、持久的核“芯”力量。

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