单位:一汽解放汽车有限公司 商用车开发院
国六商用车用自主HC喷射系统属于商用车排放后处理系统中的核心部件,包括碳氢计量模块、碳氢喷射模块、碳氢喷射管路和控制器等部件;随着排放法规的逐步升级,颗粒物(PM)的排放限值日趋严格,技术角度很难通过发动机内部燃烧使得PM达到国六法规要求,为了解决此问题,国际普遍采用柴油微粒捕集器(DPF)技术进行应对,即先将PM捕捉收集在DPF中,当捕捉达到一定数量后,用HC喷射系统向排气管中喷射柴油,将排气温度提高到目标550℃,高温将收集起来的PM燃烧后随排气一起排出,此方案在行业中称作DPF主动再生技术。
主动再生过程温度窗口需要控制的很窄,温度太低使得PM燃烧不完全,温度太高会使后处理器载体高温烧熔,因此要求HC喷射系统的喷射量控制准确,精度要严;DPF横截面上温度分布要均匀,否则会出现低温区PM燃烧不完全、高温区烧熔现象,因此要求HC喷射系统的喷射粒径要小,喷射出来的柴油要与排气快速混合均匀;HC喷射模块直接安装在排气管路上,排气温度最高会到500℃以上,因此其耐高温可靠性要好,同时行业内普遍存在喷嘴长期受高温导致其内柴油结焦堵塞喷嘴难题,需要重点关注。以上问题,我们开发的HC喷射系统通过完全自主的结构设计、旋流技术、涂层技术、压差计量控制策略、排温闭环控制策略,精确标定等手段予以解决。
当前国内外普遍采用BOSCH生产的第二代HC喷射系统,存在成本高、技术垄断、供货不及时、质保推诿等问题;供给专业根据以往气驱系统、高压柴油喷射系统自主开发经验,通过分析论证认为具备自主开发HC喷射系统能力,决定不再走先引进、消化吸收、再自主创新开发的道路,于2016年向组织申请并被批准直接进行原始创新开发、应用具有一汽自主知识产权的HC喷射系统,开发过程获得授权发明专利3项,发表论文1篇,授权实用新型专利2项,发布集团企标8项。
2016年8月图纸开始发采用,随国六产品开发,目前累计装车1800余台,预计2021年达到5万台。2016年BOSCH HC喷射系统价格2000元,2018年由于一汽自主HC喷射系统开发成功迫使其降价到1120元,对于其第二代喷射系统,此价格已没有降价空间;一汽自主HC喷射系统当前价格800元,大批量生产摊销工装投入后可到600元;因此具有一汽自主知识产权的HC喷射系统打破BOSCH技术垄断,为行业拉低其供货价格,使得一汽HC喷射系统成本处于行业最低水平,具备产品技术和成本核心竞争力。