欧5商用车发动机的冷却系统及其部件

    近年来，贝洱公司开发的(减少柴油机NOx排放对策的)冷却废气再循环(EGR)和间接中冷器(iCAC)系统不需要像选择性催化还原(SCR)那样的排气后处理系统或另建加尿素站，就能满足欧5的排放要求。当这种技术与最新的发动机和喷射技术结合，在满足欧5的同时，不会增加燃油的消耗，并能减小整车质量。更好的是这些新的解决方法能灵活应用，此系统经过贝洱进一步的开发有满足欧6标准的潜能。

    废气再循环过程基本上是基于这样一个原理，即废气较空气而言具有较高的热容量和较低的氧气含量，这将导致气缸内的燃烧温度下降。冷却的废气同充入气缸的增压空气(这些空气皆由涡轮先增压再充入气缸，下称增压空气)使得燃烧温度进一步下降，由于NOx的生成和温度的变化呈指数函数，冷却废气再循环和带中冷器(CAC)的涡轮增压结合起来就能达到欧4标准。为达到更严格的欧5标准的要求，可采用增加废气再循环率，或者降低废气及增压空气的温度。

    欧5的发动机冷却系统

    最近几年间，贝洱一直在研究如何改善发动机冷却系统以满足日益严苛的标准。尤其是使增压空气和废气的冷却温度有效降低能减少NOx的生成和燃油消耗。下面详细描述了最新开发并准备投入生产的两种欧5发动机冷却系统及其组件，并与选择性催化还原系统进行了对比。

    1.单级废气冷却加二级涡轮增压的发动机冷却系统

    图1是这种冷却系统的原理图。它由一个废气再循环冷却器(通过发动机冷却液进行冷却)和一个低温冷却回路(含两个中冷器和一个低温散热器)组成。由于低温散热器装配在最前面，汽车的迎面风直接对它进行冷却，此回路中低温的冷却液再来冷却二级中冷器可获得更低的中冷后温度。这类中冷器即称为间接中冷器。

    从发动机的排气歧管排出的废气经过废气再循环冷却器冷却后和增压空气一起进入进气歧管，混合后进一步降低进气温度，达到减少NOx的生成的目的。但是应用单级废气再循环冷却系统仅可达欧4标准，不能满足欧5的要求。之前提过，达到欧5需要更强的冷却效果或者更高的废气再循环率。然而，增加废气再循环率必将降低缸内氧气的浓度。为了保证缸内足够氧气的浓度，必须采用更高的增压压力，带中冷的二级增压就能达到这个目的。尽管废气再循环率提高了，但是二级涡轮增压依然能够保证发动机的输出功不降低，并且不会增加微粒排放量。

    在两个涡轮增压器中的增压空气经过两次压缩温度升高，在中冷器中冷却，其中部分热量传递给冷却液，在低温散热器里的这部分热量则散发到空气中去。该散热器装在车辆前部，也就是我们今天在柴油机卡车上看到装中冷器的位置。传统的中冷器通过很多管道与涡轮增压器及发动机进气歧管相连。如果采用间接中冷器就可取消这些管道，这样会节省空间并简化组件。

    与传统的中冷器相比，间接中冷器热交换效率高，结构紧凑，能够安装在涡轮增压器和进气歧管之间。这也使增压空气管道可采用直管道，如此一来，管内空气压力的损失将减少50%，充气压力也相应提高。气缸内空气充量的增大和气体交换过程的简化，这两个因素使发动机在相同输出功率的条件下降低燃油消耗。

    由于间接中冷器的应用，可以减少空气管道的体积。

【我要评论】

【大 中 小】 【打印】