2017年寶馬新5系動力傳遞系統新技術剖析（三）

楊 明 劉克江

（四）系統電路圖

B47/B57 發動機系統電路圖如圖17所示。

（五）排氣系統

為了滿足嚴格的歐 6 排放標準，所有柴油發動機均采用第 3 代SCR系統（選擇性催化劑還原），如表12所示。此外在高壓廢氣再循環基礎上增加了低壓廢氣再循環。

柴油發動機的排氣系統及附屬執行構和傳感器，如圖18所示。

1. 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。在此根據運行狀態將規定廢氣量與新鮮空氣進行混合。 廢氣再循環系統的結構（不包括附屬傳感器系統），如圖19所示。

2. 柴油顆粒過濾器再生

柴油顆粒過濾器的炭煙負荷能力有限，必須定期進行再生。因此通過數字式柴油機電子系統 DDE 確定柴油顆粒過濾器（如圖20所示）的負載程度。達到特定炭煙負荷限值后開始再生過程。

根據以下參數決定開始再生：

◆柴油顆粒過濾器內的壓力差

◆自上次再生以來的駕駛方式

為對柴油顆粒過濾器內積聚的炭煙進行氧化，必須使廢氣溫度升至約580℃。為在所有邊界條件下均可安全達到廢氣溫度，在數字式柴油機電子系統 DDE 內集成了溫度措施。

（1）有關柴油顆粒過濾器再生的參數

結合以下信息進行柴油顆粒過濾器再生：

◆空氣質量信號

◆冷卻液溫度

◆曲軸傳感器信號

◆進氣溫度

◆環境壓力

◆增壓壓力

◆柴油顆粒過濾器壓力差

表12 采用第3代SCR系統說明

圖18 柴油發動機廢氣再處理概覽

圖17 B47/B57 發動機系統電路圖

圖19 柴油發動機高壓和低壓廢氣再循環示意圖

圖20 B47發動機柴油顆粒過濾器

◆燃油壓力傳感器

◆擋位傳感器

◆廢氣溫度傳感器

◆車速

◆燃油量

（2）計算炭煙負荷

柴油顆粒過濾器帶有一個差壓傳感器，用于持續監控存在的壓力差。根據壓力差和計算的廢氣質量流量確定柴油顆粒過濾器內的炭煙負荷。

結合以下輸入數據計算炭煙負荷：

◆廢氣質量流量：根據測得的空氣質量流量、廢氣再循環流量和燃油噴射量計算出

◆柴油顆粒過濾器前的廢氣溫度

◆柴油顆粒過濾器絕對內部壓力：根據排氣系統內的壓力損失模型、環境壓力和壓力差計算出

（3）分析自上次再生以來的駕駛方式

數字式柴油機電子系統 DDE 監控自上次再生以來的行駛距離。根據駕駛方式計算出觸發再生的最大行駛距離。

結合以下輸入數據計算行駛距離：

◆自上次再生以來的平均車速

◆自上次再生以來的平均行駛循環長度

（4）再生階段

柴油顆粒過濾器的再生包括 2個階段：

◆系統加熱

◆系統再生

執行再生程序時，為加熱系統發動機運行模式發生變化。冷卻液溫度達到約 60℃后開始再生。

（5）加熱柴油顆粒過濾器

為加熱柴油顆粒過濾器，會減少吸入的空氣質量并使燃燒重心向后移。

加熱時使用以下參數：

◆空氣質量

◆廢氣再循環率

◆增壓壓力

◆主噴射和后續噴射的噴射量及時刻

◆燃燒室內的空氣渦流

廢氣溫度達到約 400℃以上時，就會從加熱過渡到再生。

（6）柴油顆粒過濾再生

再生期間廢氣溫度繼續升至580℃。通過進一步減少吸入的空氣質量并再次延遲燃燒來實現廢氣溫度的上升。

再生期間調整以下參數：

①空氣質量：通過發動機轉速和燃油噴射量計算出空氣質量規定值。根據環境壓力調整規定值，從而在不同高度時確保穩定燃燒。

②廢氣再循環率：根據發動機轉速和燃油噴射量計算出所需廢氣再循環率。根據環境壓力和進氣溫度調整規定值，從而在不同高度且環境溫度較低時實現穩定燃燒。

③增壓壓力：同樣根據發動機轉速和燃油噴射量計算出所需增壓壓力。根據環境壓力和進氣溫度得出增壓壓力規定值，從而在環境溫度較低時穩定燃燒且不超過最大廢氣渦輪增壓器轉速。

④噴射壓力：所需噴射壓力取決于發動機轉速和燃油噴射量。

⑤燃燒室內的空氣渦流：根據發動機轉速和燃油噴射量計算出進氣通道轉換風門位置規定值。

⑥主噴射和后續噴射的噴射量及時刻：環境壓力較低時進行調整，從而確保不超過廢氣渦輪增壓器的最大允許溫度負荷。

（7）再生關閉策略

只有在冷卻液溫度、排氣溫度和環境壓力所決定的范圍內才能進行再生。因此再生不會對排氣尾管尾氣排放產生任何影響。

再生關閉限值定義如下：

①冷卻液溫度在約 60～110℃之間：溫度下限用于確保穩定燃燒。溫度上限可防止發動機受熱毀壞。

②排氣溫度在約220～690℃之間：溫度下限用于確保在柴油顆粒過濾器內進行足夠的放熱反應。溫度上限可防止柴油顆粒過濾器過熱。

③環境壓力高于600hPa：環境壓力較低時會超過最大允許廢氣渦輪增壓器轉速，因此禁止再生。

3. 柴油顆粒過濾器清潔

柴油顆粒過濾器的負載能力有限。因此需要通過定期再生對其進行清潔。由數字式柴油機電子系統DDE 啟動和監控再生。在此對進氣進行節流、提高總噴射量、向延遲方向調節主噴射、生成附加后續噴射并接通不同用電器，從而提高負荷（例如預熱裝置）。

不利駕駛方式可能導致柴油顆粒過濾器內負荷增大。如果無法達到再生所需的冷卻液溫度，原因可能在于用戶的駕駛方式或某一車輛部件損壞。柴油顆粒過濾器過載時，數字式柴油機電子系統 DDE 不再許可周期形式的再生（禁止再生）。

如果出現這種情況，則建議有針對性地使用顆粒過濾器的化學再生劑。為此必須嚴格按照維修說明“清潔柴油顆粒過濾器”來進行。

如果因行駛里程數較高導致柴油顆粒過濾器完全布滿灰燼（不可燃礦物質）且由此形成過高背壓，則不建議進行上述“柴油顆粒過濾器清潔”。

如當前維修說明所述，需通過差壓傳感器的管路將柴油顆粒過濾器清潔劑噴入柴油顆粒過濾器內。在清潔劑的作用下可使局部炭煙負荷分布到整個過濾器容積內。這樣可提高流速并降低壓力差。數字式柴油機電子系統 DDE 識別出壓力差降低時，就會許可進行再生。

向柴油顆粒過濾器加注清潔劑時請注意，不要混淆高壓和低壓廢氣再循環的差壓傳感器。

為此使用以下零件編號的清潔劑和相應專用工具（如表13、圖21所示）：

圖21 專用工具

表13 工具說明

表14 采用SCR技術車型說明

表16 SCR組件說明

注意：只允許在冷卻后的發動機上使用清潔劑。為達到極佳清潔效果，柴油顆粒過濾器應盡可能“溫熱”。僅使用隨附的帶有潤滑脂杯的噴槍。以最高 2kPa壓力操作帶有潤滑脂杯的噴槍。

向柴油顆粒過濾器加注清潔劑后，需要以盡可能恒定的車速行駛約30min。隨后必須重新執行服務功能“柴油顆粒過濾器再生”。對于 Bx7 發動機，可在靜止狀態下執行服務功能所要求的再生。隨后必須重新評估車輛故障或客戶投訴。

注意：在靜止狀態下進行柴油顆粒過濾器再生時（服務功能“柴油顆粒過濾器再生”）應注意，在排氣裝置區域內會出現極高溫度。例如后保險杠處積熱可能會導致損壞。使用排氣軟管時，軟管必須耐熱。必須遵守維修說明中的說明。多次使用化學清潔方式可能會導致過濾器陶瓷永久損壞。因此這種方法只允許使用一次。原則上清潔過程應記錄在保養手冊和車輛檔案內。 使用帶有潤滑脂杯的噴槍后，必須用水進行徹底清潔。

（六）采用 SCR 技術的 BMW 車型（ECE）

哪些車型中使用哪代 SCR，如表14所示。

1.SCR 組件安裝位置（僅限ECE）

SCR組件安裝位置及說明如表15、表 16所示。

2. 系統技術區別

SCR系統技術區別如表17所示。

表17 SCR系統技術區別說明

表15 SCR組件安裝位置

（待續）