2017年寶馬新5系動(dòng)力傳遞系統(tǒng)新技術(shù)剖析（三）

楊 明 劉克江

（四）系統(tǒng)電路圖

B47/B57 發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)電路圖如圖17所示。

（五）排氣系統(tǒng)

為了滿足嚴(yán)格的歐 6 排放標(biāo)準(zhǔn)，所有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)均采用第 3 代SCR系統(tǒng)（選擇性催化劑還原），如表12所示。此外在高壓廢氣再循環(huán)基礎(chǔ)上增加了低壓廢氣再循環(huán)。

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)及附屬執(zhí)行構(gòu)和傳感器，如圖18所示。

1. 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。 廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（不包括附屬傳感器系統(tǒng)），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(fù)荷能力有限，必須定期進(jìn)行再生。因此通過數(shù)字式柴油機(jī)電子系統(tǒng) DDE 確定柴油顆粒過濾器（如圖20所示）的負(fù)載程度。達(dá)到特定炭煙負(fù)荷限值后開始再生過程。

根據(jù)以下參數(shù)決定開始再生：

◆柴油顆粒過濾器內(nèi)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(nèi)積聚的炭煙進(jìn)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(dá)到廢氣溫度，在數(shù)字式柴油機(jī)電子系統(tǒng) DDE 內(nèi)集成了溫度措施。

（1）有關(guān)柴油顆粒過濾器再生的參數(shù)

結(jié)合以下信息進(jìn)行柴油顆粒過濾器再生：

◆空氣質(zhì)量信號(hào)

◆冷卻液溫度

◆曲軸傳感器信號(hào)

◆進(jìn)氣溫度

◆環(huán)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(tǒng)說明

圖18 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣再處理概覽

圖17 B47/B57 發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)電路圖

圖19 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)高壓和低壓廢氣再循環(huán)示意圖

圖20 B47發(fā)動(dòng)機(jī)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(jì)算炭煙負(fù)荷

柴油顆粒過濾器帶有一個(gè)差壓傳感器，用于持續(xù)監(jiān)控存在的壓力差。根據(jù)壓力差和計(jì)算的廢氣質(zhì)量流量確定柴油顆粒過濾器內(nèi)的炭煙負(fù)荷。

結(jié)合以下輸入數(shù)據(jù)計(jì)算炭煙負(fù)荷：

◆廢氣質(zhì)量流量：根據(jù)測得的空氣質(zhì)量流量、廢氣再循環(huán)流量和燃油噴射量計(jì)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(nèi)部壓力：根據(jù)排氣系統(tǒng)內(nèi)的壓力損失模型、環(huán)境壓力和壓力差計(jì)算出

（3）分析自上次再生以來的駕駛方式

數(shù)字式柴油機(jī)電子系統(tǒng) DDE 監(jiān)控自上次再生以來的行駛距離。根據(jù)駕駛方式計(jì)算出觸發(fā)再生的最大行駛距離。

結(jié)合以下輸入數(shù)據(jù)計(jì)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(huán)長度

（4）再生階段

柴油顆粒過濾器的再生包括 2個(gè)階段：

◆系統(tǒng)加熱

◆系統(tǒng)再生

執(zhí)行再生程序時(shí)，為加熱系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行模式發(fā)生變化。冷卻液溫度達(dá)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(huì)減少吸入的空氣質(zhì)量并使燃燒重心向后移。

加熱時(shí)使用以下參數(shù)：

◆空氣質(zhì)量

◆廢氣再循環(huán)率

◆增壓壓力

◆主噴射和后續(xù)噴射的噴射量及時(shí)刻

◆燃燒室內(nèi)的空氣渦流

廢氣溫度達(dá)到約 400℃以上時(shí)，就會(huì)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(xù)升至580℃。通過進(jìn)一步減少吸入的空氣質(zhì)量并再次延遲燃燒來實(shí)現(xiàn)廢氣溫度的上升。

再生期間調(diào)整以下參數(shù)：

①空氣質(zhì)量：通過發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃油噴射量計(jì)算出空氣質(zhì)量規(guī)定值。根據(jù)環(huán)境壓力調(diào)整規(guī)定值，從而在不同高度時(shí)確保穩(wěn)定燃燒。

②廢氣再循環(huán)率：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃油噴射量計(jì)算出所需廢氣再循環(huán)率。根據(jù)環(huán)境壓力和進(jìn)氣溫度調(diào)整規(guī)定值，從而在不同高度且環(huán)境溫度較低時(shí)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒。

③增壓壓力：同樣根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃油噴射量計(jì)算出所需增壓壓力。根據(jù)環(huán)境壓力和進(jìn)氣溫度得出增壓壓力規(guī)定值，從而在環(huán)境溫度較低時(shí)穩(wěn)定燃燒且不超過最大廢氣渦輪增壓器轉(zhuǎn)速。

④噴射壓力：所需噴射壓力取決于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃油噴射量。

⑤燃燒室內(nèi)的空氣渦流：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和燃油噴射量計(jì)算出進(jìn)氣通道轉(zhuǎn)換風(fēng)門位置規(guī)定值。

⑥主噴射和后續(xù)噴射的噴射量及時(shí)刻：環(huán)境壓力較低時(shí)進(jìn)行調(diào)整，從而確保不超過廢氣渦輪增壓器的最大允許溫度負(fù)荷。

（7）再生關(guān)閉策略

只有在冷卻液溫度、排氣溫度和環(huán)境壓力所決定的范圍內(nèi)才能進(jìn)行再生。因此再生不會(huì)對排氣尾管尾氣排放產(chǎn)生任何影響。

再生關(guān)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(wěn)定燃燒。溫度上限可防止發(fā)動(dòng)機(jī)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(nèi)進(jìn)行足夠的放熱反應(yīng)。溫度上限可防止柴油顆粒過濾器過熱。

③環(huán)境壓力高于600hPa：環(huán)境壓力較低時(shí)會(huì)超過最大允許廢氣渦輪增壓器轉(zhuǎn)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(fù)載能力有限。因此需要通過定期再生對其進(jìn)行清潔。由數(shù)字式柴油機(jī)電子系統(tǒng)DDE 啟動(dòng)和監(jiān)控再生。在此對進(jìn)氣進(jìn)行節(jié)流、提高總噴射量、向延遲方向調(diào)節(jié)主噴射、生成附加后續(xù)噴射并接通不同用電器，從而提高負(fù)荷（例如預(yù)熱裝置）。

不利駕駛方式可能導(dǎo)致柴油顆粒過濾器內(nèi)負(fù)荷增大。如果無法達(dá)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(shí)，數(shù)字式柴油機(jī)電子系統(tǒng) DDE 不再許可周期形式的再生（禁止再生）。

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

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

如當(dāng)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(nèi)。在清潔劑的作用下可使局部炭煙負(fù)荷分布到整個(gè)過濾器容積內(nèi)。這樣可提高流速并降低壓力差。數(shù)字式柴油機(jī)電子系統(tǒng) DDE 識(shí)別出壓力差降低時(shí)，就會(huì)許可進(jìn)行再生。

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

為此使用以下零件編號(hào)的清潔劑和相應(yīng)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(shù)車型說明

表16 SCR組件說明

注意：只允許在冷卻后的發(fā)動(dòng)機(jī)上使用清潔劑。為達(dá)到極佳清潔效果，柴油顆粒過濾器應(yīng)盡可能“溫?zé)帷薄H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(zhí)行服務(wù)功能“柴油顆粒過濾器再生”。對于 Bx7 發(fā)動(dòng)機(jī)，可在靜止?fàn)顟B(tài)下執(zhí)行服務(wù)功能所要求的再生。隨后必須重新評(píng)估車輛故障或客戶投訴。

注意：在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行柴油顆粒過濾器再生時(shí)（服務(wù)功能“柴油顆粒過濾器再生”）應(yīng)注意，在排氣裝置區(qū)域內(nèi)會(huì)出現(xiàn)極高溫度。例如后保險(xiǎn)杠處積熱可能會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞。使用排氣軟管時(shí)，軟管必須耐熱。必須遵守維修說明中的說明。多次使用化學(xué)清潔方式可能會(huì)導(dǎo)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(yīng)記錄在保養(yǎng)手冊和車輛檔案內(nèi)。 使用帶有潤滑脂杯的噴槍后，必須用水進(jìn)行徹底清潔。

（六）采用 SCR 技術(shù)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(tǒng)技術(shù)區(qū)別

SCR系統(tǒng)技術(shù)區(qū)別如表17所示。

表17 SCR系統(tǒng)技術(shù)區(qū)別說明

表15 SCR組件安裝位置

（待續(xù)）