伴隨環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不斷升級(jí),作為世界領(lǐng)先的商用車輛供應(yīng)商,德國(guó)曼擁有一系列的清潔環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī),可以滿足從歐III到歐VI的各種排放法規(guī),德國(guó)曼在保證整車技術(shù)提升的同時(shí),一直非常重視在發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的研究。
伴隨中國(guó)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)升級(jí),國(guó)IV標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施已經(jīng)被提上日程,德國(guó)曼在滿足國(guó)IV標(biāo)準(zhǔn)上主要有兩種方式:一種為D20和D26大排量系列發(fā)動(dòng)機(jī),采用SCR后處理技術(shù)。另外一種是應(yīng)用在D08系列中低排量發(fā)動(dòng)機(jī)上,可以不需要安裝后處理系統(tǒng),即可滿足國(guó)IV排放標(biāo)準(zhǔn)??梢哉f德國(guó)曼在滿足國(guó)IV標(biāo)準(zhǔn)上,已經(jīng)做了充足準(zhǔn)備。
面對(duì)國(guó)四,一切就緒
眾所周知,德國(guó)曼在歐洲市場(chǎng)上可以滿足非常嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。在中國(guó),德國(guó)曼在實(shí)現(xiàn)國(guó)IV排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí),基于中國(guó)的油品、道路及不同使用環(huán)境等特殊問題,為了保證車輛更好的運(yùn)行,德國(guó)曼作出了適應(yīng)性改進(jìn),以滿足中國(guó)市場(chǎng)的需求。
對(duì)于D20和D26大排量系列發(fā)動(dòng)機(jī),德國(guó)曼采用的是SCR后處理技術(shù)。該系列發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)在中國(guó)投放了2年多的時(shí)間,完全適應(yīng)中國(guó)的用車環(huán)境,運(yùn)行效果十分理想。不僅如此,該系列發(fā)動(dòng)機(jī)還能夠適應(yīng)非常惡劣的環(huán)境以及油品質(zhì)量的波動(dòng)。
對(duì)于D08系列中低排量發(fā)動(dòng)機(jī),德國(guó)曼的技術(shù)可以不需要安裝后處理系統(tǒng),即可滿足國(guó)IV排放標(biāo)準(zhǔn)。該系列發(fā)動(dòng)機(jī)不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,而且維修成本、使用成本和油耗都很低,可以適應(yīng)低質(zhì)量的油品,最高可耐含硫量達(dá)500ppm的燃油。
達(dá)到國(guó)四標(biāo)準(zhǔn),無需后處理系統(tǒng)
歐洲實(shí)行歐IV排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí),德國(guó)曼公司采取了傳統(tǒng)的第二代EGR+DPF技術(shù),因其帶有后處理系統(tǒng),這種技術(shù)對(duì)油品的要求比較高。因此,針對(duì)中國(guó)等歐洲以外區(qū)域油品含硫較高的情況,德國(guó)曼開發(fā)了不安裝后處理系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)。該款發(fā)動(dòng)機(jī)采用第三代EGR技術(shù),由歐Ⅴ發(fā)動(dòng)機(jī)演變而來。不同的是在歐洲采取EGR+DOC的線路,在中國(guó),因目前還只實(shí)施國(guó)IV標(biāo)準(zhǔn),因此,德國(guó)曼在原有技術(shù)基礎(chǔ)上,去掉后處理,重新標(biāo)定ECU,便可實(shí)現(xiàn)國(guó)IV排放標(biāo)準(zhǔn),這種技術(shù)路線的發(fā)動(dòng)機(jī)功率覆蓋250~340馬力。這種技術(shù)已經(jīng)在歐洲應(yīng)用,并且是德國(guó)曼在應(yīng)對(duì)歐Ⅴ排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)的一種主流技術(shù)。
該技術(shù)除了取消DOC裝置,還將發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒壓力提高,有助于降低顆粒物的排放。同時(shí),將再循環(huán)的廢氣量增加。以前,再循環(huán)的廢氣量只有20%,現(xiàn)在可以達(dá)到25%0~30%,理論上甚至可以達(dá)到35%。這樣一來,再循環(huán)的廢氣量提升了,氮氧化物的量就會(huì)相應(yīng)下降。
德國(guó)曼在機(jī)械方面也做了相應(yīng)的改進(jìn)。比如提高了進(jìn)氣壓力,一般發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣壓力只有1.8~2bar,而德國(guó)曼的絕對(duì)壓力提高到4bar,相對(duì)壓力達(dá)到3bar,充分增加了進(jìn)氣量,使燃燒更充分,燃燒效率得以提高。
此外,德國(guó)曼還調(diào)整map特性,經(jīng)過兩級(jí)增壓兩級(jí)中冷之后,中冷器出口溫度可只比室外溫度高5°,做了這些改進(jìn)后 ,發(fā)動(dòng)機(jī)的性能就會(huì)提高很多,去掉DOC裝置也完全可以滿足國(guó)IV的要求。
該系列發(fā)動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)特點(diǎn):
1.燃油系統(tǒng):采用1800bar的共軌燃油系統(tǒng),9孔噴油器。
2.進(jìn)氣中冷系統(tǒng):兩級(jí)增壓、兩級(jí)中冷技術(shù)(低壓增壓/低壓中冷、高壓增壓/高壓中冷);冷卻方式:冷卻液對(duì)空氣冷卻。用于中冷的冷卻液首先經(jīng)過兩次冷卻,其溫度與外界溫度相差無幾,保證了中冷后的進(jìn)氣溫度根據(jù)需要不高于環(huán)境溫度5度。進(jìn)氣壓力絕對(duì)值達(dá)到4bar。
3.改進(jìn)燃燒室結(jié)構(gòu)、優(yōu)化燃燒、提高燃燒壓力和溫度。
4.EGR率閉環(huán)控制,從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和排放滿足要求。該系列發(fā)動(dòng)機(jī)的EGR率由以前的最大20% 增加到25%,甚至更高。
5.控制圖譜的改進(jìn)。
總之:一方面通過極大提高進(jìn)氣量、提高燃油壓力和燃油霧化效果、提高燃燒壓力和溫度、改進(jìn)燃燒室、優(yōu)化燃燒控制圖譜,從而使燃燒極為充分,為增加再循環(huán)的廢氣量留有足夠的空間。另一方面在保證發(fā)動(dòng)機(jī)性能和顆粒物等排放指標(biāo)滿足要求的情況下,加大再循環(huán)的廢氣的量,降低氮氧化物,即使不配置DOC也能很好滿足國(guó)IV標(biāo)準(zhǔn)。