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随着国七排放标准的脚步声越来越近,整个商用车产业链都在紧锣密鼓地准备着。据内部消息透露,国七标准将对柴油颗粒物过滤器的效率提出更高要求——颗粒物捕集效率需要从国六阶段的97%提升到惊人的99.5%以上!
这看似微不足道的2.5个百分点,却可能成为横在众多制造商面前的一道技术鸿沟。
当前主流的堇青石DPF载体材料,正在快速接近其性能天花板。从物理特性来看,堇青石材料虽然具有热膨胀系数低、抗热震性好的优点,但其孔隙率和过滤效率的提升空间已经相当有限。
业内专家测算显示,要将过滤效率从97%提升至99.5%,意味着穿透率必须从3%降低到0.5%,降幅高达83%!这不是简单的参数优化,而是需要材料层面的突破性创新。
某主机厂技术负责人向我们透露:"在台架测试中,现有材料体系在效率提升到98.5%左右时,就会遇到明显的瓶颈——要么背压急剧升高影响发动机经济性,要么再生频率大幅增加降低系统可靠性。"
碳化硅材料正成为应对国七挑战的主流技术路线。与传统的堇青石相比,碳化硅具有更高的耐热性能和热传导率,允许更薄的壁厚设计,在保证过滤效率的同时有效控制背压。
国内外主流供应商都已经投入重金研发新一代碳化硅DPF。部分领先企业的样品已经实现了99.7%的过滤效率,同时将压降控制在合理范围内。
不过,碳化硅材料也面临着成本高、重量大的挑战。对此,材料工程师们正在探索复合材料的道路——通过堇青石与碳化硅的复合使用,或者开发全新的多孔金属材料,在性能与成本之间寻找最佳平衡点。
解决国七DPF效率问题,不能只盯着载体材料本身。越来越多的工程师认识到,必须从整个后处理系统的角度来优化DPF性能。
先进的涂层技术正在成为提升过滤效率的"隐形功臣"。通过优化涂层配方和涂覆工艺,不仅提高了初始过滤效率,还改善了再生性能。某国际供应商研发的新型不对称孔结构设计,通过在进气侧使用小孔径、出气侧使用大孔径,实现了过滤效率和再生能力的双重提升。
系统集成设计的重要性日益凸显。DPF与DOC、SCR的布局优化,热管理策略的精细化,以及智能控制算法的升级,都在为突破效率极限贡献力量。有企业通过优化气流分布设计,在材料不变的情况下将过滤效率提升了0.3个百分点。
技术突破必须考虑商业化落地的可行性。国七DPF的效率提升不能以牺牲可靠性和大幅增加成本为代价。
原材料成本上涨是不可避免的。初步估算显示,采用新一代材料和技术后,DPF系统的成本可能比国六阶段增加15-25%。如何消化这部分成本增量,是产业链共同面对的课题。
可靠性和耐久性标准也水涨船高。国七阶段预计将对DPF提出更长的使用寿命要求,可能从目前的60万公里延长到80万公里甚至100万公里。这对材料的热疲劳性能、机械强度都提出了更高要求。
国七标准虽然带来挑战,但也为创新者提供了机遇。那些能够率先突破技术瓶颈的企业,将在新一轮产业竞争中占据有利位置。
材料供应商与主机厂需要建立更紧密的合作关系。从前期的材料选型、中期的联合开发到后期的验证优化,全过程的深度协作将成为常态。
测试验证能力建设刻不容缓。国七DPF的开发需要更先进的测试设备和更完善的评价体系,包括台架测试、整车道路测试以及各种极端工况的验证。
距离国七标准正式实施还有一段时间,但这段时间正是技术攻关的黄金时期。跨越99.5%效率这道鸿沟,需要的是材料创新、系统优化和产业链协同的三重突破。
对于那些已经提前布局的企业来说,国七不是威胁,而是重塑行业格局的机会。毕竟,在排放标准不断升级的道路上,技术领先永远是最大的竞争力。
本次峰会针对的是商用车,工程机械和农机市场,主题为多元动力,低碳未来,将探讨国七和非道路国五排放标准最新进展及实施时间表、商用车碳积分政策制定进展, 全球重型车辆可替代能源及电动化2030图景。
同时行业领导企业将分享满足未来国七标准的先进柴油机技术,智能高效的可替代能源动力总成形式如LNG,甲醇,氨燃料,氢气以及基于不同场景的混动 (油混,插混,增程式)控制策略,纯电动和燃料电池系统,充换电和热管理等话题。
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