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高效、环保—德国曼(MAN)国IV柴油机技术

2013-6-8 10:51:05 来源:商车天下 编辑:商车天下 有话要说
伴随环保标准的不断升级,作为世界领先的商用车辆供应商,德国曼拥有一系列的清洁环保发动机,可以满足从欧III到欧VI的各种排放法规,德国曼在保证整车技术提升的同时,一直非常重视在发动机领域的研究。 
  伴随中国的环保标准升级,国IV标准实施已经被提上日程,德国曼在满足国IV标准上主要有两种方式:一种为D20和D26大排量系列发动机,采用SCR后处理技术。另外一种是应用在D08系列中低排量发动机上,可以不需要安装后处理系统,即可满足国IV排放标准。可以说德国曼在满足国IV标准上,已经做了充足准备。
  面对国IV,一切就绪
  众所周知,德国曼在欧洲市场上可以满足非常严格的排放标准。在中国,德国曼在实现国IV排放标准时,基于中国的油品、道路及不同使用环境等特殊问题,为了保证车辆更好的运行,德国曼作出了适应性改进,以满足中国市场的需求。
  对于D20和D26大排量系列发动机,德国曼采用的是SCR后处理技术。该系列发动机已经在中国投放了2年多的时间,完全适应中国的用车环境,运行效果十分理想。不仅如此,该系列发动机还能够适应非常恶劣的环境以及油品质量的波动。
  对于D08系列中低排量发动机,德国曼的技术可以不需要安装后处理系统,即可满足国IV排放标准。该系列发动机不仅结构简单,而且维修成本、使用成本和油耗都很低,可以适应低质量的油品,最高可耐含硫量达500ppm的燃油。
  达到国IV标准,无需后处理系统
  欧洲实行欧IV排放标准时,德国曼公司采取了传统的第二代EGR+DPF技术,因其带有后处理系统,这种技术对油品的要求比较高。因此,针对中国等欧洲以外区域油品含硫较高的情况,德国曼开发了不安装后处理系统的发动机。该款发动机采用第三代EGR技术,由欧Ⅴ发动机演变而来。不同的是在欧洲采取EGR+DOC的线路,在中国,因目前还只实施国IV标准,因此,德国曼在原有技术基础上,去掉后处理,重新标定ECU,便可实现国IV排放标准,这种技术路线的发动机功率覆盖250~340马力。这种技术已经在欧洲应用,并且是德国曼在应对欧Ⅴ排放标准时的一种主流技术。
  该技术除了取消DOC装置,还将发动机燃烧压力提高,有助于降低颗粒物的排放。同时,将再循环的废气量增加。以前,再循环的废气量只有20%,现在可以达到25%0~30%,理论上甚至可以达到35%。这样一来,再循环的废气量提升了,氮氧化物的量就会相应下降。
  德国曼在机械方面也做了相应的改进。比如提高了进气压力,一般发动机的进气压力只有1.8~2bar,而德国曼的绝对压力提高到4bar,相对压力达到3bar,充分增加了进气量,使燃烧更充分,燃烧效率得以提高。
  此外,德国曼还调整map特性,经过两级增压两级中冷之后,中冷器出口温度可只比室外温度高5°,做了这些改进后,发动机的性能就会提高很多,去掉DOC装置也完全可以满足国IV的要求。
  该系列发动机的主要技术特点:
  1.燃油系统:采用1800bar的共轨燃油系统,9孔喷油器。
  2.进气中冷系统:两级增压、两级中冷技术(低压增压/低压中冷、高压增压/高压中冷);冷却方式:冷却液对空气冷却。用于中冷的冷却液首先经过两次冷却,其温度与外界温度相差无几,保证了中冷后的进气温度根据需要不高于环境温度5度。进气压力绝对值达到4bar。
  3.改进燃烧室结构、优化燃烧、提高燃烧压力和温度。
  4.EGR率闭环控制,从而保证发动机的性能和排放满足要求。该系列发动机的EGR率由以前的最大20%增加到25%,甚至更高。
  5.控制图谱的改进。
  总之:一方面通过极大提高进气量、提高燃油压力和燃油雾化效果、提高燃烧压力和温度、改进燃烧室、优化燃烧控制图谱,从而使燃烧极为充分,为增加再循环的废气量留有足够的空间。另一方面在保证发动机性能和颗粒物等排放指标满足要求的情况下,加大再循环的废气的量,降低氮氧化物,即使不配置DOC也能很好满足国IV标准。