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国外内燃机 2010年第2期 BMW公司满足未来全球废气排放标准的柴油机排放技术【奥地利】BrfineHJHonederJRaschlPSchinnerlM TangemannR 摘要:全球排放法规日趋收紧,而且美国、日本,以及欧洲各国的排放法规又有差异,因此,除进一步开发现有的系统外,还必须应用新技术,特别是在柴油机排气后处理方面。采用众所周知的、近发动机免维护柴油颗粒捕集器、氮氧化物存储催化器和选择性催化还原系统开发出1套排放组合装置, 从而使BMW公司的柴油机动力总成继续保持高品质,并成功地进入美国和加拿大市场。关键词:柴油机排放标准排气后处理装置 0前言柴油机作为轿车动力装置,首先在中高档轿车领域内不断扩大其优势地位,优异的行驶性能、较低的燃油耗,以及较大的行驶半径,使柴油轿车在欧洲倍受用户的青睐,市场份额不断扩大。这种发展态势与高效动力学措施口]相结合,明显降低了汽车型谱的二氧化碳(CO。)排放。除了这种对用户具有重要意义的性能得到持续改善外,同时,有害物的排放也大大降低,例如,通过广泛地应用免维护柴油颗粒捕集器(DPF)系统,颗粒(PM)排放减少了99。欧洲各国及美国排放限值的发展状况示于图1, 其中,PM和氮氧化物(NO)排放限值呈现逐步收紧的态势。首先,NO排放限值的进一步收紧是较大的挑战。就柴油轿车在全球的应用而言,除排放限值不同外,即使具备可使用的燃油品质,也还存在较大的差异,而这些差异将极大地影响技术解决方案。因此,开发者面临挑战,必须为各自的市场设计出合适的系统,该系统除性能外,还必须考虑到不同市场的环境条件。为此,BMW集团必须对MINI型直至图1美国和欧洲各国的排放限值 X5的汽车型谱所使用的系统进行修改。于是,提出了明确的任务目标,即必须开发一种技术组合部件, 能够按各自的要求,制定出符合车型和市场特点的最佳解决方案。 1机内净化措施为能满足上述排放限值要求,机内净化措施对整体排放的降低依然起着重要的作用。 , 其中,废气再循环(EGR)和增压压力是关键的调整参数。进气系统改进措施的目的在于降低排放的平均水平,并减小各种排放成分的散差。为此,随着欧 5排放法规的实施,对以下零件进行了改进:电控 EGR阀、排气歧管上的压力传感器、EGR阀后的温度传感器,以及加大用于高档轿车的EGR冷却器。通过添加传感器和改进执行器,进气系统能更精确地采集数据或在调节作用之下达到更高的品质,从而拥有更好的动态特性。这些特性是一系列发动机控制功能和改善进气系统性能的基础,这里用试验方法来详细研究EGR和增压功能。 ,从空气质量到废气质量流量与新鲜空气质量之比(即EGR率)等调节 EGR的参考变量都已进行过适用性调整。因此,它能降低零件和传感器的散差,例如,空气质量流量计、容积效率或增压压力传感器等对NO排放的影响。此外,借助发动机控制中的一种特殊调节程序结构,能够在稳态运转工况下调高EGR率,即使在非稳态负荷状态下,也无须削减最小空气质量流量 2010年第2期国外内燃机值,这就能使加速过程达到适度的碳烟排放、高的动态性能和低的N0排放。