引言
随着全球对环境保护的重视，机动车尾气排放标准成为衡量技术进步与环保责任的重要指标。中国自2005年实施国四标准以来，历经十年技术迭代，于2013年推出国五标准，并于2022年全面覆盖非道路移动机械领域。本文将从技术原理、排放限值、油品质量及行业影响四个维度，深度解析国四与国五柴油机的核心差异。
一、排放限值：从“粗放控制”到“精准治理”
1.1 氮氧化物（NOx）减排
国四标准要求轻型车NOx排放限值为0.08g/km，重型车为3.5g/kWh；而国五标准将轻型车限值降至0.06g/km，重型车降至2.0g/kWh，降幅达25%（轻型车）和43%（重型车）。以上海市为例，若年新增35万辆机动车，国五标准可减少NOx排放约1000吨。
1.2 颗粒物（PM）控制
国四标准首次引入PM限值（轻型车0.005g/km，重型车0.02g/kWh），而国五标准进一步将PM排放降低82%，并新增颗粒物数量（PN）检测，仅针对柴油车。这一变化直接回应了雾霾治理中PM2.5的源头控制需求。
1.3 碳氢化合物（HC）与一氧化碳（CO）
国五标准将HC+NOx总和指标降低23%，CO限值从国四的1.0g/km（轻型车）降至0.5g/km，体现了对复合污染物的综合治理能力。
二、技术路线：从“机内净化”到“后处理革命”
2.1 国四技术核心：电控喷射与废气再循环（EGR）
国四柴油机主要依赖电控高压燃油喷射技术、增压中冷及EGR系统，通过优化燃烧室结构减少NOx生成。然而，该技术对PM的控制能力有限，需配合氧化催化器（DOC）等辅助装置。
2.2 国五技术突破：SCR与DPF的普及
国五标准强制要求选择性催化还原（SCR）系统与颗粒捕集器（DPF）的组合应用。SCR通过尿素溶液将NOx还原为氮气和水，DPF则通过物理过滤捕捉PM。以某主流重卡为例，其SCR+DPF系统可使NOx和PM排放分别降低90%和95%。
2.3 技术成本与市场接受度
SCR系统需定期添加尿素溶液，增加用户成本；DPF则需主动再生（高温燃烧积碳），对油品硫含量敏感。国五标准实施初期，民营加油站因油品置换滞后，导致部分用户面临DPF堵塞问题。
三、油品质量：从“硫污染”到“清洁燃料”
3.1 硫含量：从50ppm到10ppm的跨越
国四柴油硫含量限值为50ppm（0.005%），而国五标准降至10ppm（0.001%），降幅达80%。低硫柴油可减少SCR催化剂中毒风险，延长DPF使用寿命，并直接降低PM排放中的硫酸盐成分。
3.2 十六烷值与燃烧效率
国五柴油十六烷值要求提升4%（从国四的46-50提升至50-54），改善了低温启动性能和燃烧均匀性。以某轻型柴油车为例，十六烷值提升后，油耗降低3%，动力响应时间缩短0.2秒。
3.3 多环芳烃与润滑性
国五柴油多环芳烃含量限值从国四的11%降至7%，减少了致癌物质排放；同时，润滑性指标（磨痕直径）从460μm降至440μm，保护高压油泵和喷油器。
四、行业影响：从“政策驱动”到“市场转型”
4.1 非道路机械的国四升级
自2022年12月1日起，560kW以下非道路移动机械（如发电机组、工程机械）需符合国四标准。据测算，该政策可到2025年减少NOx排放37.5万吨、PM排放3.2万吨，减排比例达12.5%和19.3%。
4.2 国际接轨与竞争力提升
国五标准在排放限值、测试方法（如加载减速工况法）及后处理技术上与欧五标准相当，推动了中国柴油机出口至欧盟等市场。例如，某企业出口的国五柴油机在欧洲通过认证后，销量增长40%。
4.3 用户选择与二手车市场
国五车辆因技术先进性，在二手车市场保值率高于国四车型。以某重卡为例，国五车型3年保值率达65%，而国四车型仅为55%。此外，部分城市对国四柴油车实施限行政策，进一步加速了国五车型的普及。
五、未来展望：国六标准与零排放技术
当前，中国正在制定国六标准，计划在国五基础上进一步加严NOx和PM排放限值30%。技术路线将向SCR+EGR+DOC+DPF的组合模式发展，并引入颗粒物氧化催化器（POC）等新技术。同时，氢燃料电池、电动化等零排放技术也在逐步渗透至重型运输领域。
结语
从国四到国五的升级，不仅是中国柴油机技术的一次飞跃，更是对全球环境保护责任的积极回应。未来，随着排放标准的持续加严和新能源技术的突破，柴油机行业将在清洁化、智能化道路上迈出更大步伐。对于用户而言，选择符合最新排放标准的车辆，不仅是合规之需，更是对未来环境的长远投资。