楊 明

新款寶馬G11/G12動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)剖析（三）

楊 明

二、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)（如圖14所示）

用于區(qū)分兩款柴油發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)的一個(gè)主要特點(diǎn)是增壓方式不同。寶馬730d使用一個(gè)廢氣渦輪增壓器，而寶馬740d的兩個(gè)串聯(lián)連接的廢氣渦輪增壓器提高了效率和功率。

（一）寶馬730d/Ld（xDrive）車型發(fā)動(dòng)機(jī)

1.技術(shù)數(shù)據(jù)

寶馬730d/Ld（xDrive）車型發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)如表9所示，特性曲線如圖15所示。

2. B57發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)亮點(diǎn)

◆ 250000kPa共軌系統(tǒng)

◆ 特性曲線控制式機(jī)油泵

◆ 可切換活塞冷卻

◆ 高壓和低壓廢氣再循環(huán)

◆ 在數(shù)字式柴油機(jī)電子系統(tǒng) DDE內(nèi)集成預(yù)熱控制功能

◆ 新型數(shù)字式柴油機(jī)電子系統(tǒng)DDE 8.32

（二）寶馬740d/Ld（xDrive）車型發(fā)動(dòng)機(jī)

1.技術(shù)數(shù)據(jù)

寶馬740d/Ld（xDrive）車型發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，如表10所示。

2.B57 頂級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)亮點(diǎn)

◆ 250000kPa共軌系統(tǒng)

◆ 特性曲線控制式機(jī)油泵

◆ 可切換活塞冷卻

◆ 兩個(gè)帶 VNT 調(diào)節(jié)器的廢氣渦輪增壓器（高壓和低壓段）

◆ 高壓和低壓廢氣再循環(huán)

◆ 在數(shù)字式柴油機(jī)電子系統(tǒng) DDE內(nèi)集成預(yù)熱控制功能

◆ 新型數(shù)字式柴油機(jī)電子系統(tǒng)DDE 8.32

（三）系統(tǒng)電路圖

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)電路圖，如圖16所示。

（四）進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)

1.進(jìn)氣導(dǎo)管

進(jìn)氣導(dǎo)管如圖17所示。

（1）諧振器

圖14　B57發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)室概覽

表9　寶馬730d/Ld（xDrive）車型發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)

圖15　B57發(fā)動(dòng)機(jī)滿負(fù)荷曲線圖

表10　寶馬740d/Ld（xDrive）車型發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)

進(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)空氣柱加速和減速會(huì)產(chǎn)生噪聲。借助潔凈空氣管內(nèi)諧振器的附加容積可抵消約 60Hz 范圍的低頻噪音。

（2）寬帶減震器

超過廢氣渦輪增壓器的喘震極限時(shí)，會(huì)因壓縮機(jī)側(cè)過壓較高導(dǎo)致少量壓縮空氣朝進(jìn)氣方向回流。由此會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)側(cè)過壓降低并低于喘震極限范圍。由于上述超過和低于喘震極限的情況以飛快的速度交替出現(xiàn)，由此會(huì)產(chǎn)生 1500～3000Hz的高頻噪聲。通過寬帶減震器可抵消上述噪聲。

（3）低壓廢氣再循環(huán)

為了不損壞進(jìn)氣系統(tǒng)的塑料部件且向增壓空氣輸送盡可能少的熱量，在將高溫廢氣引入潔凈空氣管前通過經(jīng)由冷卻液冷卻的廢氣再循環(huán)冷卻器對(duì)其進(jìn)行冷卻。為了防止進(jìn)氣系統(tǒng)被顆粒物所污染，會(huì)抽出柴油顆粒過濾器后的廢氣。

2.排氣系統(tǒng)

根據(jù)功率等級(jí)使用兩種不同的排氣裝置。兩種不同的排氣系統(tǒng)型號(hào)，如圖18所示。

歐六排氣系統(tǒng)措施：

◆使催化轉(zhuǎn)換器和柴油顆粒過濾器位于發(fā)動(dòng)機(jī)附近

◆使催化轉(zhuǎn)換器和柴油顆粒過濾器隔音、隔熱

◆高壓和低壓廢氣再循環(huán)

◆選擇性催化劑還原SCR

3.尾氣排放規(guī)定

G11/G12 的排氣系統(tǒng)針對(duì)將來的排放法規(guī)指導(dǎo)方針進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整。

1988年，美國加利福尼亞大氣資源局CARB首次引入了用于監(jiān)控尾氣排放相關(guān)系統(tǒng)功能安全的車載診斷系統(tǒng)OBD系統(tǒng)。

車載診斷OBD不僅用于確保新車注冊(cè)時(shí)符合排放標(biāo)準(zhǔn)，而且還用于在整個(gè)車輛使用壽命期間監(jiān)控是否遵守法定限值。

圖16　B57發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)電路圖

圖17　B57發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣導(dǎo)管

圖18　柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)

1998年10月，歐盟以法規(guī)形式引入OBD II。與OBD I相比的一個(gè)新特點(diǎn)是可對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。

圖19展示了歐三至歐六的法定排放標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展情況以及相關(guān) OBD 限值的發(fā)展情況。

4.高壓和低壓廢氣再循環(huán)

廢氣再循環(huán)是一項(xiàng)用于還原氮氧化物 NOx 的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部措施。在此會(huì)根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)將規(guī)定廢氣量與新鮮空氣進(jìn)行混合。

由此減少的新鮮空氣量會(huì)：

◆降低燃燒室內(nèi)的含氧量

◆降低最高燃燒溫度

之前主要在部分負(fù)荷范圍內(nèi)進(jìn)行廢氣再循環(huán)來還原氮氧化物。將廢氣再循環(huán)程度擴(kuò)展至滿負(fù)荷時(shí)可實(shí)現(xiàn)較高廢氣渦輪增壓器增壓效率，因此僅在充分使用節(jié)氣門時(shí)才會(huì)進(jìn)行高壓廢氣再循環(huán)。

這會(huì)帶來以下問題：

◆通過降低允許最大增壓壓力減小了發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩

◆降低了效率進(jìn)而提高了耗油量

低壓廢氣再循環(huán)系統(tǒng)在較高負(fù)荷下也可實(shí)現(xiàn)高效運(yùn)行且不會(huì)存在上述缺點(diǎn)。低壓廢氣再循環(huán)占整個(gè)廢氣再循環(huán)程度的百分比針對(duì)各發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)刻和各發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)單獨(dú)確定并以特性曲線形式存儲(chǔ)在數(shù)字式柴油機(jī)電子系統(tǒng)DDE內(nèi)。

兩個(gè)廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（不包括相關(guān)傳感器系統(tǒng)），如圖20所示。

進(jìn)行低壓廢氣再循環(huán)時(shí)會(huì)抽出柴油顆粒過濾器后的廢氣并通過廢氣再循環(huán)冷卻器將其輸送至新鮮空氣。

在此將熱膜式空氣質(zhì)量流量傳感器后和廢氣渦輪增壓器前的冷卻廢氣輸送至潔凈空氣。通過抽出柴油顆粒過濾器后的廢氣并采用帶有特殊涂層的廢氣渦輪增壓器壓縮機(jī)輪可防止造成損壞。

為了能夠根據(jù)運(yùn)行時(shí)刻對(duì)相應(yīng)廢氣再循環(huán)量進(jìn)行再循環(huán)，必須對(duì)進(jìn)氣與排氣系統(tǒng)間的壓力差進(jìn)行部分調(diào)節(jié)。電動(dòng)操縱的廢氣再循環(huán)閥根據(jù)運(yùn)行時(shí)刻調(diào)整橫截面開啟度。通過選擇性催化劑還原 SCR 催化轉(zhuǎn)換器后的一個(gè)電動(dòng)操縱廢氣積蓄閥，可使廢氣積蓄，從而提高排氣系統(tǒng)內(nèi)的廢氣壓力。通過同時(shí)調(diào)節(jié)兩個(gè)執(zhí)行元件可在所有運(yùn)行時(shí)刻向新鮮空氣輸送正確廢氣量。

（待續(xù)）

圖19　圖形方式對(duì)比歐洲排放標(biāo)準(zhǔn)限值和OBD限值

圖20　B57發(fā)動(dòng)機(jī)高壓和低壓廢氣再循環(huán)示意圖