1 你真的了解柴油车吗？
[XCAR 技术 原创]
这两天朋友圈和微博满屏都是关于《穹顶之下》这个视频的信息，这是一个关于雾霾的调查。突然一场关于环保、关于治理雾霾的大讨论在互联网爆发了。小倨同学对短片中看到的几个点产生了一些疑问。于是，他带着疑问来找王教授，希望能找到问题的答案。今天先不讨论雾霾和汽车尾气之间的关系，就谈谈柴油车的尾气排放问题。
一直以来，大家对柴油车的印象就是一个字，脏。因为我们常见的大货车都是燃烧柴油获得动力的，他们基本上用的重型柴油。恰恰又因为油品没有得到控制，每当大货车一走过，尾部都跟着浓浓的黑烟。黑烟主要成分是碳氢化合物、氮氧化合物、一氧化碳、二氧化硫、含铅化合物、苯丙芘及固体颗粒物等。而这些直径小于等于2.5微米的细颗粒物正是我们常说的PM2.5。它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。PM2.5沉积在上呼吸道，严重影响人体的肺部功能，危害健康。
其实，这都是国内柴油油品差，柴油燃烧不充分才形成我们对柴油机很不好的印象。在欧洲，因为柴油机有着更低的油耗和更好的低扭特性反而广受欢迎。当然前提是由于国家的强制规定，民众使用的油品都经过了严格的检查，而车辆同样符合排放标准。因此在欧洲已经超过三成的轿车为柴油车。
与汽油车相比，柴油车的能源效率高，就是我们通常说的力量大，爬坡能力也更强，又具备油耗比汽油车低的特点；柴油发动机的转速较低，汽缸燃烧的温度也就相对较低，机件磨损相对也小；柴油车没有复杂的高压点火系统，所以发动机的故障率也相对较小。因此柴油发动机更适合运用在货车和皮卡上，同时柴油车能更好地控制成本。
目前硫含量是影响柴油车排放的最重要因素，高硫的柴油大大增加汽车尾气中微粒物的排放量，侵蚀和损坏发动机系统。这也是大家对柴油车有着不好印象的主要原因。但是从生产源头来讲，柴油加氢精制技术已工业应用。新开发应用的RN-10加氢精制催化剂，可应用于生产低硫柴油，性能处于世界领先水平。含硫 0.92m%原料油经加氢精制后柴油硫含量降至0.03m%。其他譬如中压加氢改质技术、重质油中压加氢裂化技术等等都在为改善油品做出进步。
对于用车来说，一些柴油添加剂含流动改进剂的多功能柴油添加剂、柴油清净剂和十六烷值改进剂。柴油添加剂是燃油添加剂的其中一种，燃油添加剂一般包含汽油添加剂、柴油添加剂，是为了弥补燃油自身存在的质量问题和机动车机械制造极限存在的不足，从而达到对汽油发动机能够克服冷激效应、缝隙效应，清除进气阀、电喷嘴的积碳，对柴油发动机能够克服喷油嘴难以更加细雾化以及产生残油后滴的问题，对汽油和柴油发动机车辆都能够达到保护发动机工况、实现燃油的更完善和更完全的燃烧，从而达到清除积碳、节省燃油、降低排放、增强动力等功效。虽然产品未能完善，但是能一定程度上缓解柴油品质参差不齐的问题。
国内柴油品质确实有待提高，但绝非一些“砖家“的危言耸听。由于柴油的供应渠道多样复杂，对油品质得不到控制的地区，慎重考虑柴油车；对中心城市有稳定供应渠道的地区，还是可以放心购买。
既然是柴油供应出了问题，那我是通过垄断企业购买的柴油，他们有品质保证，这可以了吧。但是问题来了，在加油站看到有不同标号的柴油，这些数字跟油品有关系吗？
柴油的质量和柴油的标号没有直接的联系，划分柴油标号的依据是柴油的凝固点。目前国内应用的轻柴油按凝固点分为7个标号：10#柴油、5＃柴油、0＃柴油、-10＃柴油、-20＃柴油、-35＃柴油和-50＃柴油。选用不同标号的柴油应主要根据使用时的气温决定。一般来讲，5＃柴油适合于气温在8℃以上时使用；0＃柴油适用于气温在8℃至4℃时使用；-10＃柴油适用于气温在4℃至-5℃时使用；-20＃柴油适用于气温在-5℃至-14℃时使用；-35＃柴油适用于气温在-14℃至-29℃时使用；-50＃柴油适用于气温在-29℃至-44℃或者低于该温度时使用。
2 如何对付尾气排放问题？
针对机动车尾气排放的问题，我国制定了《轻型汽车污染物排放限值及测量方法》。而现在，已经来到了第五阶段，简称“国五”。与第四阶段汽油标准相比较，新标准的主要变化可概括为“三降两调一增加”，从标准的内容上看，已经跟欧洲的标准很接近了，硫含量较国四降80%。“三降”，是指降低了硫含量、锰含量、烯烃含量的指标限值。其中，硫含量是车用汽油中最关键的环保指标，由第四阶段的50ppm降为10ppm，即每公斤硫含量不高于10毫克，降低了80%。而为进一步降低汽油蒸发排放造成的光化学污染，减少汽车发动机进气系统沉积物，烯烃含量由第四阶段的28%降低到24%。
另外，“两调”，是指对蒸气压和牌号进行了调整。冬季蒸气压下限由第四阶段的42kpa提高到45kpa。夏季蒸气压上限由第四阶段的68kpa降低为65kpa。国五汽油牌号由90号、93号、97号分别调整为89号、92号、95号。“一增”，是指为进一步保证车辆燃油经济性相对稳定，新标准中首次规定了密度指标，其值为20℃时720—775kg/m3。据测算，标准实施后将大幅减少车辆污染物排放量，预计在用车每年可减排氮氧化物约30万吨，新车5年累计可减排氮氧化物约9万吨。
上海市已于2014年4月30日率先开始实施国五排放标准。而小倨同学最近又从广东省环保厅获悉，根据《关于广东省提前执行第五阶段国家机动车大气污染物排放标准的通告》，要求自2015年3月1日起，在珠三角地区实施轻型汽油车国五标准；自2015年7月1日起，在粤东西北地区实施轻型汽油车国五标准；自2015年7月1日起，在珠三角地区的公交、环卫、邮政行业实施重型柴油车国五标准。
这些规定将进一步地控制每天都在路上释放的汽车尾气，减少二氧化碳和微粒物排放到大气中。当然，最关键的还是赋予环保部门权力，加强执法力度。
柴油在燃烧后会产生大量的碳粒和氮氧化合物N0X，为了消除它们，无论是环保部门还是汽车厂商都有各种各样的办法。
目前美国对于柴油车在使用时规定加装DPF。DPF（Diesel Particulate Filter）——柴油颗粒过滤器，安装在柴油车排气系统中，通过过滤来降低排气中颗粒物（PM）的装置。这个能过滤99%颗粒物的装置目前看起来比较有效。这是在排气系统中做的改善工作。但从源头解决问题的话，还是要从发动机的设计上入手。
电子控制柴油喷射系统的出现就是改善能耗、减少排放的一大进步。更精准的控制柴油定时定量喷到缸内，以及更好的雾化效果，都能从根本上使得柴油更充分的燃烧反应，提高动力的同时减少排放。譬如在主喷射之前设置预喷射过程，即喷射少量柴油，能缩短主喷射的着火延迟期，大大降低氮氧化物的排放。电控共轨、电控泵喷嘴和电控单体泵等技术可以让柴油车的排放达到“国三”或者“欧三”标准。
汽车上还有一个系统，或许大家没听说过，但它已经诞生很多年了，它的名字叫EGR（Exhaust Gas Recirculation）——废气再循环系统。它是针对发动机排气中有害气体之一的氮氧化合物NOx所设置的排气净化装置。通过把发动机排出的部分废气会送到进气歧管，并与新鲜混合气一气再次进入气缸，大量的二氧化碳降低混合气的燃烧温度，减少NOx的生成量。
写在最后：
柴油车本来就没有我们想象中的可怕，目前也越来越多的法规和技术帮助我们更好地使用柴油车。随着清洁燃油的开发和利用，混合动力汽车的出现，汽车对于大气环境的损害会逐渐降低，我们需要做的可能只是生活中的一些小事情。譬如在停车等人的时候将发动机关闭，减少尾气排放。在路上看到冒黑烟的柴油车，我们能拿起电话拨打12369举报。甚至不再购买和使用不符合排放标准的车辆。
或许处于成本考虑，安装DPF在中国还不现实；解决排气中的氮氧化物还有通过尿素溶液的方法，但是加尿素的点又不多；目前的环保标准只对新车有效，而过去还不达标的汽车还没有完善的解决方案；柴油车造假，环保部门却没有执法的权力，我们感到很无奈。实际上让我们无奈的事情远不止这些，但文章的最后还是希望大家能正确认识柴油车真正的问题，为环保做一些力所能及的事情，足矣。
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