2012柴油机节能减排技术发展论坛系列报道 玉柴国V欧VI发动机技术路线与研发创新

中重型商用车柴油机技术升级的驱动力，一个是排放标准的升级，另一个是用户对于燃油经济性的要求。一个产品核心的竞争力是如何做好排放和油耗的平衡，即获得低油耗的同时，排放要满足法规的要求。对于国V和欧VI来说，主要还是两条路线，即SCR和EGR，实际上从国4发动机到国V发动机，     

满足欧Ⅴ和第三阶段油耗限值的汽油机技术路线分析

为了应对环境污染和能源危机的挑战,需要探索可持续发展的汽油发动机技术路线。本文首先通过分析欧Ⅴ排放标准和第三阶段油耗限值法规,研究其相对现有法规的加严之处;然后对发动机现有技术路线进行成本和收益分析,分析其成本和对油耗排放的贡献度;最后对各种技术路线进行综合分析,使汽油机技术方案能够在同时满足欧Ⅴ和第三阶段油耗的基础上成本降到最低。得出结论:为了使汽油发动机能够满足欧Ⅴ和第三阶段油耗限值,采用主要技术如排气VVT、提高压缩比、采用电子节温器、选择低摩擦阻力的活塞环和顶柱、重新匹配标定、改良催化器、弱混技术或者增压减排量等技术,能够满足欧Ⅴ排放法规和第三阶段油耗,成本增加最小。     

货车废气再循环系统

汽车制造商在通过欧洲1号和欧洲2号排放法规所付出的代价比其预想的要少得多．但对即将实施的欧洲3号排放法规却显得束手无策，原因是欲达到新的排放法规，油耗将相应增加的这道难题久攻不破．李卡图咨询工程公司与荷兰环境保护部的合作研究成果表明：在货车上采用废气再循环系统，是满足欧洲3号排放法规，降低油耗的有效方法．众所周知，有害微粒、NOx和油耗三者是相互联系的，如果降低任意一种，则其余二者将会相应地增加．延迟喷油正时可以降低NOx和有害微粒的含量，但油耗却相应增加．自从1985年首次按照欧洲经济委员会第49项法规控制…     

沃尔沃卡车推出欧VI发动机

近日，沃尔沃卡车发动机战略和规划经理走茨·弗兰岑（Mats Franzen）表示：沃尔沃FH卡车将装备558kW欧VI发动机．使卡车在良好路况上取得更快的速度和更低的油耗。首辆装备新发动机的卡车将于2013年春季交付使用。     

满足EPA2010最严排放法规的美国航星国际和康明斯中重型柴油发动机

美国环保署（EPA）要求从2010年1月1日起实施EPA2010法规,将NOXY-IiE放水平从EPA2007的1．63g／kWh降低到0.27g／kWh（如表1）,比欧VI和JP2009都要低,是目前全球要求最严的排放法规。     

新一代进气道喷射自然吸气汽油机开发

为了降低油耗,满足动力性和排放法规要求,上汽开发了新一代进气道燃油喷射(PFI)自然吸气汽油机,应用稳态计算流体力学(CFD)数值分析方法和气道稳流试验方法开发了遮挡式进气道,利用缸内瞬态CFD方法优化开发了燃烧系统,提高了燃烧热效率。采用阿特金森循环并提高压缩比技术,降低了部分负荷油耗。通过1D整机性能分析优化了气体交换,提升了扭矩和功率。通过优化水套,缩短了暖机时间,改善了发动机热管理。新一代发动机采用了大量的降摩擦损失的措施,进一步降低了燃油耗。通过优化正时链和机油泵传动设计,改善了振动噪声。试验结果表明,新一代发动机在原机的基础上降低了5%的新欧洲行驶工况(NEDC)油耗,动力性能提升5%左右,排放满足欧6c法规。新一代汽油机的综合性能在同类机型中处于领先水平。     

两大排放控制技术路线研发及生产挑战

为了满足欧IV～欧VI排放法规，欧美中重型商用车及柴油机企业主要采用了两条排放控制技术路线：其一是“优化燃烧＋SCR（选择性催化还原）”技术路线，简称SCR路线，它是通过优化喷油和燃烧过程，尽量在机内控制微粒PM的产生，     

车用发动机效率提升和排放控制回顾（下）

回顾了车用发动机在效率提升、排放法规和排放控制技术方面取得的具有代表性的重要进展。首先,介绍车用发动机排放法规的主要发展情况,包括最新提出的欧洲实际行驶排放（RDE）法规的颗粒数（PN）排放标准,以及中国和印度2020年后将要实施的类似于欧6的排放法规。     

高压共轨系统和尾气后处理的开发

中重型车辆各国排放法规 由图1可看到,从欧V到欧VI排放法规,NOx排放降低大约80％,美国从US07排放到US10排放法规,NOx排放约降低83％;日本从中长期发展项目(NLT05)发展到新长期发展项目,NOx排放降低约87％.这是未来降低排放的一个重要的工作方向.要达到欧Ⅴ或国Ⅴ排放,有不同的技术路线,有的采取SCR技术路线;有的采用废气再循环(EGR)的技术路线.图2为满足欧Ⅳ(国Ⅳ)、欧Ⅴ(国Ⅴ)排放的SCR技术路线,可采用燃油喷射压力为1600bar高压共轨系统,NOx排放限值在8～10g/kWh之间,那么可采用开环的废气后处理DeNOx系统,NOx转化效率约在70％左右.不带氧化催化转化器(DOC),采用废气阀控制的增压器,能降低NOx 70％左右,可达到欧Ⅳ(国Ⅳ)排放水平.如果要达到欧V(国V)排放限值,只要采用闭环废气后处理DeNOx系统,NOx转化效率约80％左右,可选用氧化催化转化器,废气阀控制的增压器.     

东风重型车整车电控系统介绍与故障分析

为了满足国家排放法规的要求,东风重型车匹配欧3电控发动机。该发动机的应用大大提高了电子电器设备在整车上的应用比例。通过CAN总线连接的发动机电控单元（EECU）、整车电控单元（VECU）、总线式数字仪表的应用，保证了整车和发动机可靠运行。     

满足欧IV/V排放法规的新型发动机

曼恩公司最近宣布，其新研制的D20 10．5L废气再循环（EGR）共轨式燃油喷射发动机即将投入使用，以满足欧IV／V废气排放法规的要求。这是曼恩公司纽伦堡科研所在Otto Schnitzer的带领下成功研制的最新一代发动机产品。     

2010年柴油机排放控制回顾

从排放法规、发动机技术，以及氮氧化物（NOx）、颗粒、碳氢化合物（HC）和一氧化碳控制等方面扼要回顾了柴油机排放控制的最新进展。排放法规正在继续向前推进，美国加利福尼亚州可能会提出2016—2022年拟收紧70％的轻型车车队平均排放标准。轻型车和重型车发动机的二氧化碳（CO2）排放法规也都会收紧，这些法规对柴油机及其排...     

Deutz公司满足第4i阶段排放标准的新型柴油机（第1部分）——结构和耐久性

自2010年1月1日起，功率130kW以上移动式工程机械用的美国第4i阶段（Tier4i）和欧3B排放标准已分别在美国和欧洲正式生效。其颗粒排放限值比之前的法规降低了90％，氮氧化物排放限值降低了50％。Deutz公司对6～16L排量的柴油机应用了大量新技术理念，以满足Tier4i或欧3B排放标准的要求。介绍了该柴油机...     

美国环保署针对小型火花点燃式发动机的新法规

美国环保署（EPA）制定了旨在降低小型火化点燃式发动机HC、NOx,和C0排放量的新法规。按该法规,需降低约35％的排放的量。新标准按发动机不同排量规格将于2011或2012年生效。最终规定也包括降低发动机燃油系统蒸发排放量的新标准。     

柴油机排放控制技术综述

概述了2006年以来柴油机排放法规、燃烧和氮氧化物（NOx）以及颗粒整治的发展情况。目前，法规的发展主要集中在欧洲，已提议分别将于2009年和2014年实施轻型车欧5和欧6法规。虽然这些法规没有美国的那么严格，但有助于欧洲车辆适应芙国市场。欧洲开始关注2012年及未来的重型车法规。发动机正在取得巨大的进步，如主要针对美国轻型车采取积极开发清洁燃烧的策略。重型车发动机研究更多地集中在传统方法上，并将提供多种发动机及其后处理方案，以满足严格的美国2010年法规。现今的NOx控制研发工作主要集中在用于不同车型的选择性催化还原（SCR）系统。重点是冷态运行、耐久性、二次排放和系统优化。经老化后的稀氮氧化物捕集器（LNT）脱NOx的效率最高可达60％-70％，现正在考虑将其用于轻型车和某些较轻的重型车。对采用一体化SCR来补充LNT的兴趣日益增长，它主要是利用LNT在浓混合气再生期间产生的氨。柴油机颗粒过滤器技术正处于努力优化和降低成本的状态。正在采用先进的管理策略，开发各种新型过滤材料和备选系统结构方案。二次排放问题已经显现，并且正被处理。     

国际内燃机展展出的欧Ⅲ内燃机(上)

我国己于2004年7月1日正式实施欧Ⅱ排放法规，2005年7月1日，北京将正式实施欧Ⅲ排放法规．上海市也将于2006年实施欧Ⅲ排放法规。为此，各发动机制造厂纷纷开发了欧Ⅲ发动机。2004年11月29～12月2日，在上海光大会展中心举办的“第五届中国国际内燃机及制造装备展览会上，玉柴、上柴、南京依维柯发动机厂、东风汽车有限公司、北内发动机公司．航天三菱发动机公司等纷纷推出了满足欧Ⅲ排放标准的柴油机和汽油机，现介绍给读者。虽然很多发动机制造厂如大连柴油机厂、潍坊柴油机厂、杭州汽车发动机厂等都没有参加此次展览会，但都在开发或已开发出了满足欧Ⅲ排放标准的柴油机和汽油机。     

菲亚特动力科技在2012广州国际商用车展上展出2款发动机

在2012广州国际商用车展上,菲亚特动力科技(英文缩写:FPT)在其兄弟单位依维柯(中国)展台向中国观众展示了其先进的发动机技术——HI-eSCR系统和Cursor13、NEF602款发动机产品。HI-eSCR系统是FPT为应对即将于2014年1月1日起实施的欧VI排放法规而研制的发动机排放升级系统。该系     

就国Ⅳ标准比对分析SCR和EGR两种技术路线

20世纪90年代以来,世界各国对发动机排放法规的不断严格大大推动了发动机技术的发展。2005年欧洲车用发动机已开始实行欧Ⅳ排放法规,对柴油机提出了更为苛刻的要求。欧洲NOx排放限值20年来下降了81％;PM排放限值15年来下降了97％。我国2008年1月1日实施了国Ⅲ排放法规,2011年1月1日实施国Ⅳ排放法规。     

柴油机SCR系统尿素沉积物与喷雾特性的研究进展

1 前言 柴油机具有高的热效率、低的油耗和CO2排放,在车用动力中占有的比例逐年上升.与此同时,颗粒物（PM）和氮氧化物（NOx）成为柴油机排放物中的主要有害物质.针对重型柴油车国Ⅳ和国Ⅴ排放法规,从机内降低PM排放、而从机外转化NOx排放是一种符合中国国情、具有可持续发展的技术路线.选择催化还原（SCR）技术是目前降低柴油机NOx排放最有效的后处理技术之一,采用SCR技术可以使发动机在满足严格排放法规的同时,仍具有较高的动力性和经济性.在目前研究开发中的柴油机NOx后处理方法中,以尿素水溶液为还原剂的选择性催化还原技术（Urea-SCR）最为成熟,它能在柴油机排气富O2且流量、温度和组分多变的反应环境下有效降低NOx排放.     

欧6直喷汽油机的挑战及对可行性解决方案的评价

2011年末颁布的欧6排放法规明确了未来几年的需求框架。6.0×1011km-1的颗粒数限值对直喷汽油机来说是真正的挑战。通过可视化单缸发动机的研究,讨论颗粒形成的因果关系,这可以为降低颗粒排放提出系统需求及功能定义。在1款欧5汽油机上进行的可再现性研究成功降低了发动机的原始排放,为喷油器中央布置的汽油机达到欧6颗粒数限值确定了方向。