摘要： 控制摩托車排氣的凈化技術(shù)是一項(xiàng)以催化轉(zhuǎn)化為核心的綜合設(shè)計(jì)和匹配優(yōu)化工程， 金屬載體上載工藝是摩托車催化轉(zhuǎn)化技術(shù)的核心，也是制備金屬載體催化劑的關(guān)鍵工藝。經(jīng)試驗(yàn)證明， 新工藝既保證了催化劑組份抗熱沖擊和機(jī)械沖擊能力， 也具有良好的 CO、 HC和NOx三元凈化性能。

經(jīng)過(guò)多年的研發(fā)及應(yīng)用實(shí)踐，作為世界上最大的摩托車生產(chǎn)大國(guó)和使用大國(guó)，我國(guó)已形成了一套既適合我國(guó)國(guó)情又體現(xiàn)世界水準(zhǔn)的成熟、有效的治理摩托車排氣污染的催化轉(zhuǎn)化技術(shù)體系。以金屬為載體的催化劑涂層和制備工藝的研發(fā)成功并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)、摩托車催化轉(zhuǎn)化器匹配總成技術(shù)的完善和凈化性能評(píng)價(jià)裝置規(guī)范化和方法的建立等大大促進(jìn)這一凈化技術(shù)體系的發(fā)展，為推廣和應(yīng)用催化轉(zhuǎn)化器提供良好的技術(shù)基礎(chǔ)和技術(shù)產(chǎn)品，它將緊密地配合我國(guó)當(dāng)前摩托車的排放現(xiàn)狀和國(guó)家公布的強(qiáng)制性實(shí)施的排放法規(guī)，使我國(guó)摩托車產(chǎn)品的排放控制水平逐漸與國(guó)際接軌。

1 我國(guó)摩托車排放現(xiàn)狀及可能采取的控制手段

據(jù)統(tǒng)計(jì)， 2003年我國(guó)摩托車的產(chǎn)量和銷量均超過(guò) 1 400萬(wàn)輛，不少城市的禁摩和限摩政策并未能阻擋人們對(duì)摩托車的需求。要解決摩托車排放造成的大氣污染， 關(guān)鍵在于積極尋求和發(fā)展有效的治理技術(shù)。二沖程摩托車由于其排放污染嚴(yán)重等原因，產(chǎn)量在逐年減少， 2003年其產(chǎn)量?jī)H不到總產(chǎn)量的10%，即占90%多的摩托車均為四沖程摩托車， 其中125 mL 占50%以上。 當(dāng)前， 二沖程摩托車的排放只有一部分達(dá)到歐I標(biāo)準(zhǔn)， 幾乎100%未能達(dá)到歐II標(biāo)準(zhǔn)， 而對(duì)于四沖程摩托車， 通過(guò)加強(qiáng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的維護(hù)， 不采取任何措施， 就HC和NOx而言大部分可以滿足歐II標(biāo)準(zhǔn)， 但至少80%的四沖程摩托車應(yīng)采取治理措施， 主要解決 CO的超標(biāo)現(xiàn)象。

眾所周知，摩托車排氣中污染物的形成受多種因素的影響。依靠先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù)，改善發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程的各種機(jī)內(nèi)凈化措施（如采用電控燃油噴射技術(shù)、 推遲點(diǎn)火提前角、 控制混合空燃比等） ，提高化油器精度，優(yōu)化排氣系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)性能的匹配等， 在一定程度上可有效地降低排氣中污染物。 經(jīng)過(guò)多年的探索表明，要滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)， 必須應(yīng)用包括催化轉(zhuǎn)化的排氣后處理凈化技術(shù)。天津摩托車技術(shù)中心綜合近幾年來(lái)對(duì)各類型摩托車的排放治理經(jīng)驗(yàn)提出了二沖程摩托車可采用電子燃油噴射技術(shù)（EFI）和催化轉(zhuǎn)化技術(shù)相結(jié)合的方法， 使其達(dá)到歐II排放標(biāo)準(zhǔn)； 對(duì)四沖程摩托車則采用EFI 技術(shù)或精調(diào)原機(jī)化油器和催化轉(zhuǎn)化技術(shù)加二次補(bǔ)氣系統(tǒng) （SAI） 相結(jié)合的方法， 可使其排放滿足歐II 標(biāo)準(zhǔn)。

從當(dāng)前的技術(shù)現(xiàn)狀看，催化轉(zhuǎn)化技術(shù)仍是治理摩托車排放的有效技術(shù)手段。使用催化轉(zhuǎn)化技術(shù)必須綜合考慮各種因素對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能及整車性能的影響，對(duì)不同的車型應(yīng)分別進(jìn)行優(yōu)化匹配設(shè)計(jì)。在滿足發(fā)動(dòng)機(jī)排放目標(biāo)的同時(shí)，應(yīng)使催化轉(zhuǎn)化器符合所要求的耐久性、 抗熱性、 安全性、 燃油經(jīng)濟(jì)性、 整車動(dòng)力性和整車噪聲等。因此，控制摩托車排氣的凈化技術(shù)是一項(xiàng)以催化轉(zhuǎn)化為核心的綜合設(shè)計(jì)和匹配優(yōu)化工程， 目前已有可行的技術(shù)方法和手段。

根據(jù)已公布并強(qiáng)制性實(shí)施的3項(xiàng)摩托車排氣污染物限值的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) （GB 14621—2002、 GB 18176 —2002 和 GB 14622—2002）中規(guī)定的實(shí)施進(jìn)度， 2005年將全面實(shí)施歐II標(biāo)準(zhǔn)。與此同時(shí)， 據(jù)權(quán)威人士指出，出廠的摩托車產(chǎn)品在達(dá)到歐II排放標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)， 必須保證催化轉(zhuǎn)化器應(yīng)有10 000 km以上的使用壽命，并將考慮所規(guī)定的整車噪聲限值。我國(guó)各摩托車企業(yè)對(duì)此均給予極大的關(guān)注，主動(dòng)地尋求能使摩托車產(chǎn)品排放達(dá)到歐II的技術(shù)和方法， 這在很大程度上促進(jìn)了催化轉(zhuǎn)化技術(shù)和整車匹配技術(shù)的發(fā)展。

2 摩托車催化轉(zhuǎn)化技術(shù)進(jìn)展

催化轉(zhuǎn)化技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用取決于多個(gè)因素：排放的現(xiàn)狀和法規(guī)的頒布明確了對(duì)催化轉(zhuǎn)化技術(shù)的目標(biāo)要求； 催化轉(zhuǎn)化技術(shù)本身的進(jìn)展， 包括催化劑性能的提高，匹配總成技術(shù)的完善和使用壽命的改進(jìn)等可表明這一技術(shù)的實(shí)用性；對(duì)催化劑和催化轉(zhuǎn)化器性能評(píng)價(jià)方法的規(guī)范化和相應(yīng)評(píng)價(jià)裝置的建立可客觀地評(píng)價(jià)相應(yīng)技術(shù)產(chǎn)品的可靠性。近年來(lái)， 我國(guó)不少高等院校、 研究機(jī)構(gòu)和催化劑企業(yè)加大對(duì)摩托車排放控制技術(shù)的研發(fā)力度，國(guó)家科技部、國(guó)家環(huán)�？偩忠矊�(duì)此給予大力支持。桂林利凱特環(huán)保實(shí)業(yè)股份有限公司、 清華大學(xué)、 武漢理工大學(xué)和天津摩托車技術(shù)中心共同承擔(dān) “十五” 國(guó)家863 計(jì)劃項(xiàng)目《摩托車排氣凈化器關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化》 ，從整體上，已取得較大的突破，它將為正在制定的歐Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)提供可靠的技術(shù)手段和產(chǎn)品。

2.1 新型摩托車排氣凈化催化劑研究進(jìn)展

金屬載體上載工藝有新的突破：這是摩托車催化轉(zhuǎn)化技術(shù)的核心，也是制備金屬載體催化劑的關(guān)鍵工藝。桂林利凱特公司在原有工藝基礎(chǔ)上改進(jìn)了涂層前金屬表面處理技術(shù)及 -Al2O3漿料制備方法，簡(jiǎn)化了整個(gè)制備流程。試驗(yàn)結(jié)果表明新工藝既保證催化劑組份抗熱沖擊和機(jī)械沖擊能力，且具有良好的CO、 HC和NOx三元凈化性能。國(guó)內(nèi)某些企業(yè)例如昆貴所催化劑股份公司及一些高等院校也已研發(fā)出實(shí)用的金屬載體涂附方法。

為提高催化劑的凈化性能， 長(zhǎng)期以來(lái)， 人們?cè)诖呋瘎┑呐浞剑?包括各種貴金屬的配比和含量、 其它共存的活性組份 （例如過(guò)渡金屬和稀土元素） 與貴金屬的協(xié)同效應(yīng)等方面進(jìn)行了大量工作，特別是近年來(lái)對(duì)鈰-鋯固溶體等稀土儲(chǔ)氧材料的制備和引入是催化劑研究的熱點(diǎn)課題之一，并已取得一系列可喜的成果， 國(guó)內(nèi)外已有多家企業(yè)從事生產(chǎn)鈰-鋯固溶體產(chǎn)品。從新近的研究表明， 在應(yīng)用Ce-Zr固溶體過(guò)程中， 不同的共存 （ “摻雜” ） 元素， 不同的制備條件可使Ce-Zr固溶體在催化劑的涂層中處于不同的賦存狀態(tài)。尤其是在一定條件下在催化劑表面形成摻雜有貴金屬及其它微量過(guò)渡金屬的Ce-Zr固溶體， 對(duì)催化劑的性能有較大的影響。適當(dāng)?shù)闹苽涔に嚰瓤商岣弋a(chǎn)品的性能， 又能降低生產(chǎn)成本。

2.2 摩托車催化轉(zhuǎn)化器活性評(píng)價(jià)系統(tǒng)的建立

天津摩托車技術(shù)中心根據(jù)摩托車排放的特點(diǎn)已建成了摩托車催化轉(zhuǎn)化器活性評(píng)價(jià)系統(tǒng)，在評(píng)價(jià)其凈化效果的同時(shí)， 也具備了起燃溫度特性實(shí)驗(yàn)， 空燃比特性實(shí)驗(yàn)和空速特性實(shí)驗(yàn)等功能。目前已建立了催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)部熱沖擊評(píng)價(jià)系統(tǒng)，可準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)部熱沖擊現(xiàn)象、 溫度變化速率， 熱沖擊空燃化特性變化情況，并可在一定程度上判斷催化轉(zhuǎn)化器失活的原因。這對(duì)催化劑的改進(jìn)有較好的指導(dǎo)價(jià)值。

2.3 催化轉(zhuǎn)化器匹配設(shè)計(jì)和總成技術(shù)有明顯突破

武漢理工大學(xué)和天津摩托車技術(shù)中心分別研發(fā)了摩托車電控節(jié)油凈化器和摩托車電控燃油噴射系統(tǒng)，在進(jìn)行了各種因素對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放匹配規(guī)律影響的研究后提出了與催化轉(zhuǎn)化器相匹配的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。試驗(yàn)表明，應(yīng)用所建立的匹配設(shè)計(jì)方法可有效解決摩托車動(dòng)力性， 經(jīng)濟(jì)性與排放之間的矛盾， 使摩托車整車排放滿足歐II， 甚至滿足歐III排放標(biāo)準(zhǔn)。

3 摩托車催化轉(zhuǎn)化器應(yīng)用市場(chǎng)分析

由于國(guó)家公布并強(qiáng)制性實(shí)施有關(guān)摩托車排放法規(guī)，大大地促進(jìn)摩托車催化轉(zhuǎn)化技術(shù)市場(chǎng)的起動(dòng)。 2004年在有關(guān)控制摩托車排放策略的會(huì)議上再次明確執(zhí)行嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)的決心，提出凈化效果與工作壽命同時(shí)關(guān)注的必要性。因此，催化轉(zhuǎn)化器生產(chǎn)企業(yè)在保證產(chǎn)品的凈化性能的同時(shí)必須確保其耐久性（＞1萬(wàn)km） 。排放的現(xiàn)狀和法規(guī)的要求造就了一個(gè)龐大的環(huán)保市場(chǎng)，極大吸引著這一領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外相關(guān)企業(yè)。

3.1 已進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)的主要國(guó)外及我國(guó)臺(tái)灣省的企業(yè)

全球4大催化劑巨頭(美國(guó)的德?tīng)柛elphi、 安格 Engelhard、 英國(guó)的莊信Jansson Matthey、 德國(guó)的德固薩Degussa)以其國(guó)際大公司的品牌優(yōu)勢(shì)和有效的營(yíng)銷手段已進(jìn)入國(guó)內(nèi)幾家較大的摩托車企業(yè)。日本的三井、意大利開(kāi)米拉的產(chǎn)品也開(kāi)始應(yīng)用。我國(guó)臺(tái)灣省的信通和力揚(yáng)公司也有一定的競(jìng)爭(zhēng)力。

3.2 國(guó)內(nèi)企業(yè)開(kāi)始顯示其技術(shù)和營(yíng)銷優(yōu)勢(shì)， 逐漸提高市場(chǎng)占有率

以利凱特公司為代表的國(guó)內(nèi)企業(yè)在已形成產(chǎn)業(yè)化能力和批量生產(chǎn)出高質(zhì)量技術(shù)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大與廣大客戶的聯(lián)系， 已與至少80%以上的國(guó)內(nèi)摩托車企業(yè)保持業(yè)務(wù)聯(lián)系并擴(kuò)大產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率，它將以優(yōu)良的性能、 交付及時(shí)、 價(jià)格優(yōu)勢(shì)、 完善的質(zhì)保體系和良好的售后服務(wù)等與國(guó)外企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。 2004年我國(guó)開(kāi)始強(qiáng)制性全面實(shí)施摩托車排放標(biāo)準(zhǔn)（即歐I標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)一致性認(rèn)定和歐II標(biāo)準(zhǔn)的形式認(rèn)定） ， 2005年將全面實(shí)施歐II標(biāo)準(zhǔn)， 預(yù)計(jì)2008年北京奧運(yùn)會(huì)之前，將實(shí)施尚未頒發(fā)的歐III標(biāo)準(zhǔn)。日益加嚴(yán)的排放標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)將要求具有更為先進(jìn)的凈化技術(shù)。未來(lái)的凈化技術(shù) （包括催化轉(zhuǎn)化器） 應(yīng)以具有高性能、低成本、 長(zhǎng)壽命為目標(biāo)， 這需要有更高技術(shù)水平的新型催化劑和相應(yīng)的先進(jìn)生產(chǎn)工藝，需要有更有效的綜合治理手段（如電噴+催化轉(zhuǎn)化器等， 或燃油添加劑+催化轉(zhuǎn)化技術(shù)） 最佳匹配設(shè)計(jì)方案和簡(jiǎn)捷可靠的性能評(píng)價(jià)系統(tǒng)和評(píng)價(jià)方法，這也正是本公司技術(shù)中心攻關(guān)的主要任務(wù)。但可以肯定2005年摩托車催化轉(zhuǎn)化器的市場(chǎng)需求將有一個(gè)更大的飛躍。

4 摩托車催化轉(zhuǎn)化器的產(chǎn)業(yè)化工程建設(shè)

如上所述，我國(guó)已建立了一套有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)的摩托車排氣催化轉(zhuǎn)化技術(shù)體系和相應(yīng)的系列產(chǎn)品。它包括名種規(guī)格的金屬載體的制造、金屬載體催化劑的涂附技術(shù)，摩托車電控節(jié)油凈化器和電控燃油噴射系統(tǒng)的生產(chǎn)，催化轉(zhuǎn)化器的總成匹配設(shè)計(jì)，各種性能的檢測(cè)裝置和相應(yīng)試驗(yàn)方法的建立等。這是我國(guó)廣大科研人員多年來(lái)取得的重大科研成果。而大量的市場(chǎng)需求、成熟的技術(shù)基礎(chǔ)和國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的指導(dǎo)均要求這一系列技術(shù)產(chǎn)品快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。桂林利凱特環(huán)保實(shí)業(yè)股份有限公司是目前我國(guó)從事研發(fā)和熟練掌握金屬載體的制造和相應(yīng)催化劑涂附技術(shù)和實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)且產(chǎn)品已批量進(jìn)入市場(chǎng)的高新技術(shù)企業(yè)。該公司已分別建成年產(chǎn)100 萬(wàn)件金屬載體和100萬(wàn)件金屬載體催化劑的2條生產(chǎn)線。國(guó)家發(fā)改委已同意在該公司籌建我國(guó)機(jī)動(dòng)車用金屬載體產(chǎn)業(yè)化示范工程基地和機(jī)動(dòng)車催化轉(zhuǎn)化器生產(chǎn)基地， 年生產(chǎn)能力不低于500萬(wàn)件。該基地既是生產(chǎn)中心， 又是機(jī)動(dòng)車催化轉(zhuǎn)化技術(shù)的研發(fā)中心。 設(shè)備的現(xiàn)代化、 生產(chǎn)的自動(dòng)化、 生產(chǎn)管理和質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)化是產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)解決的3大課題。目前公司正與國(guó)內(nèi)外本領(lǐng)域的企業(yè)和專家建立廣泛的合作網(wǎng)絡(luò)，組成產(chǎn)、 學(xué)、 研攻關(guān)隊(duì)伍， 共同促進(jìn)我國(guó)該領(lǐng)域技術(shù)及產(chǎn)品水平的發(fā)展和提高，并將在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)顯示其強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。

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