新款寶馬G11/G12動力系統(tǒng)技術剖析（三）

楊 明

新款寶馬G11/G12動力系統(tǒng)技術剖析（三）

楊 明

二、柴油發(fā)動機（如圖14所示）

用于區(qū)分兩款柴油發(fā)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(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)動機

1.技術數(shù)據(jù)

寶馬730d/Ld（xDrive）車型發(fā)動機技術數(shù)據(jù)如表9所示，特性曲線如圖15所示。

2. B57發(fā)動機技術亮點

◆ 250000kPa共軌系統(tǒng)

◆ 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(huán)

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

◆ 新型數(shù)字式柴油機電子系統(tǒng)DDE 8.32

（二）寶馬740d/Ld（xDrive）車型發(fā)動機

1.技術數(shù)據(jù)

寶馬740d/Ld（xDrive）車型發(fā)動機技術數(shù)據(jù)，如表10所示。

2.B57 頂級發(fā)動機技術亮點

◆ 250000kPa共軌系統(tǒng)

◆ 特性曲線控制式機油泵

◆ 可切換活塞冷卻

◆ 兩個帶 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)字式柴油機電子系統(tǒng) DDE內(nèi)集成預熱控制功能

◆ 新型數(shù)字式柴油機電子系統(tǒng)DDE 8.32

（三）系統(tǒng)電路圖

柴油發(fā)動機控制系統(tǒng)電路圖，如圖16所示。

（四）進氣和排氣系統(tǒng)

1.進氣導管

進氣導管如圖17所示。

（1）諧振器

圖14　B57發(fā)動機的發(fā)動機室概覽

表9　寶馬730d/Ld（xDrive）車型發(fā)動機技術數(shù)據(jù)

圖15　B57發(fā)動機滿負荷曲線圖

表10　寶馬740d/Ld（xDrive）車型發(fā)動機技術數(shù)據(jù)

進氣系統(tǒng)內(nèi)空氣柱加速和減速會產(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，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(xiàn)，由此會產(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)冷卻器對其進行冷卻。為了防止進氣系統(tǒng)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(tǒng)

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

歐六排氣系統(tǒng)措施：

◆使催化轉換器和柴油顆粒過濾器位于發(fā)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(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)針對將來的排放法規(guī)指導方針進行了相應調(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時符合排放標準，而且還用于在整個車輛使用壽命期間監(jiān)控是否遵守法定限值。

圖16　B57發(fā)動機的系統(tǒng)電路圖

圖17　B57發(fā)動機的進氣導管

圖18　柴油發(fā)動機的排氣系統(tǒng)

1998年10月，歐盟以法規(guī)形式引入OBD II。與OBD I相比的一個新特點是可對監(jiān)控系統(tǒng)進行監(jiān)控。

圖19展示了歐三至歐六的法定排放標準發(fā)展情況以及相關 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)是一項用于還原氮氧化物 NOx 的發(fā)動機內(nèi)部措施。在此會根據(jù)運行狀態(tài)將規(guī)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(nèi)的含氧量

◆降低最高燃燒溫度

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

這會帶來以下問題：

◆通過降低允許最大增壓壓力減小了發(fā)動機扭矩

◆降低了效率進而提高了耗油量

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

兩個廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的結構（不包括相關傳感器系統(tǒng)），如圖20所示。

進行低壓廢氣再循環(huán)時會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輪可防止造成損壞。

為了能夠根據(jù)運行時刻對相應廢氣再循環(huán)量進行再循環(huán)，必須對進氣與排氣系統(tǒng)間的壓力差進行部分調(diào)節(jié)。電動操縱的廢氣再循環(huán)閥根據(jù)運行時刻調(diào)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(tǒng)內(nèi)的廢氣壓力。通過同時調(diào)節(jié)兩個執(zhí)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(xù)）

圖19　圖形方式對比歐洲排放標準限值和OBD限值

圖20　B57發(fā)動機高壓和低壓廢氣再循環(huán)示意圖