清洁、高效的重型车用发动机技术

摘要

在过去的20年里,柴油机制造商面临着严格的氮氧化物和颗粒排放法规.为了应对排放的挑战,已运用了涡轮增压、废气再循环、高压共轨燃油喷射系统、柴油机排气后处理装置,以及发动机电子控制等多项技术.柴油机制造商面临的下一个挑战将是2014年开始实施的燃油经济性法规.作为应对该法规的序幕,美国能源部资助了1个“超级卡车”项目,旨在底盘测功器上展示50％的有效热效率,同时满足US 2010排放标准.为了低成本地满足排放和发动机效率目标,发动机制造商采取了系统性措施,因为单个节油技术具有局限性,不一定能在整车方面得到节油效果.着手的优化研究包括燃烧改进、后处理和余热回收技术.围绕2个典型的行驶循环模式工况点,扼要叙述了其试验结果.选定的发动机结构决定了后处理、燃烧和余热回收方法之间的折中.分别探讨了与高、低氮氧化物方法关联的高温和低温燃烧系统,以及为每种结构配置的发动机硬件.针对高、低氮氧化物燃烧模式,研究了以不断提高的喷油轨压实现的燃烧改进,以及以电子涡轮复合形式实现的余热回收.