新款寶馬G11/G12動力系統技術剖析（三）

楊 明

新款寶馬G11/G12動力系統技術剖析（三）

楊 明

二、柴油發動機（如圖14所示）

用于區分兩款柴油發動機型號的一個主要特點是增壓方式不同。寶馬730d使用一個廢氣渦輪增壓器，而寶馬740d的兩個串聯連接的廢氣渦輪增壓器提高了效率和功率。

（一）寶馬730d/Ld（xDrive）車型發動機

1.技術數據

寶馬730d/Ld（xDrive）車型發動機技術數據如表9所示，特性曲線如圖15所示。

2. B57發動機技術亮點

◆ 250000kPa共軌系統

◆ 特性曲線控制式機油泵

◆ 可切換活塞冷卻

◆ 高壓和低壓廢氣再循環

◆ 在數字式柴油機電子系統 DDE內集成預熱控制功能

◆ 新型數字式柴油機電子系統DDE 8.32

（二）寶馬740d/Ld（xDrive）車型發動機

1.技術數據

寶馬740d/Ld（xDrive）車型發動機技術數據，如表10所示。

2.B57 頂級發動機技術亮點

◆ 250000kPa共軌系統

◆ 特性曲線控制式機油泵

◆ 可切換活塞冷卻

◆ 兩個帶 VNT 調節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

◆ 在數字式柴油機電子系統 DDE內集成預熱控制功能

◆ 新型數字式柴油機電子系統DDE 8.32

（三）系統電路圖

柴油發動機控制系統電路圖，如圖16所示。

（四）進氣和排氣系統

1.進氣導管

進氣導管如圖17所示。

（1）諧振器

圖14　B57發動機的發動機室概覽

表9　寶馬730d/Ld（xDrive）車型發動機技術數據

圖15　B57發動機滿負荷曲線圖

表10　寶馬740d/Ld（xDrive）車型發動機技術數據

進氣系統內空氣柱加速和減速會產生噪聲。借助潔凈空氣管內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，會因壓縮機側過壓較高導致少量壓縮空氣朝進氣方向回流。由此會導致壓縮機側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，由此會產生 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

為了不損壞進氣系統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由冷卻液冷卻的廢氣再循環冷卻器對其進行冷卻。為了防止進氣系統被顆粒物所污染，會抽出柴油顆粒過濾器后的廢氣。

2.排氣系統

根據功率等級使用兩種不同的排氣裝置。兩種不同的排氣系統型號，如圖18所示。

歐六排氣系統措施：

◆使催化轉換器和柴油顆粒過濾器位于發動機附近

◆使催化轉換器和柴油顆粒過濾器隔音、隔熱

◆高壓和低壓廢氣再循環

◆選擇性催化劑還原SCR

3.尾氣排放規定

G11/G12 的排氣系統針對將來的排放法規指導方針進行了相應調整。

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

車載診斷OBD不僅用于確保新車注冊時符合排放標準，而且還用于在整個車輛使用壽命期間監控是否遵守法定限值。

圖16　B57發動機的系統電路圖

圖17　B57發動機的進氣導管

圖18　柴油發動機的排氣系統

1998年10月，歐盟以法規形式引入OBD II。與OBD I相比的一個新特點是可對監控系統進行監控。

圖19展示了歐三至歐六的法定排放標準發展情況以及相關 OBD 限值的發展情況。

4.高壓和低壓廢氣再循環

廢氣再循環是一項用于還原氮氧化物 NOx 的發動機內部措施。在此會根據運行狀態將規定廢氣量與新鮮空氣進行混合。

由此減少的新鮮空氣量會：

◆降低燃燒室內的含氧量

◆降低最高燃燒溫度

之前主要在部分負荷范圍內進行廢氣再循環來還原氮氧化物。將廢氣再循環程度擴展至滿負荷時可實現較高廢氣渦輪增壓器增壓效率，因此僅在充分使用節氣門時才會進行高壓廢氣再循環。

這會帶來以下問題：

◆通過降低允許最大增壓壓力減小了發動機扭矩

◆降低了效率進而提高了耗油量

低壓廢氣再循環系統在較高負荷下也可實現高效運行且不會存在上述缺點。低壓廢氣再循環占整個廢氣再循環程度的百分比針對各發動機運行時刻和各發動機型號單獨確定并以特性曲線形式存儲在數字式柴油機電子系統DDE內。

兩個廢氣再循環系統的結構（不包括相關傳感器系統），如圖20所示。

進行低壓廢氣再循環時會抽出柴油顆粒過濾器后的廢氣并通過廢氣再循環冷卻器將其輸送至新鮮空氣。

在此將熱膜式空氣質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輪可防止造成損壞。

為了能夠根據運行時刻對相應廢氣再循環量進行再循環，必須對進氣與排氣系統間的壓力差進行部分調節。電動操縱的廢氣再循環閥根據運行時刻調整橫截面開啟度。通過選擇性催化劑還原 SCR 催化轉換器后的一個電動操縱廢氣積蓄閥，可使廢氣積蓄，從而提高排氣系統內的廢氣壓力。通過同時調節兩個執行元件可在所有運行時刻向新鮮空氣輸送正確廢氣量。

（待續）

圖19　圖形方式對比歐洲排放標準限值和OBD限值

圖20　B57發動機高壓和低壓廢氣再循環示意圖