砍掉EGR还能满足标准 康明斯的国六之道

2019年7月1日,北京、上海、天津、河北、广东等地开始实施国六排放标准。这一天是中国汽车工业的一个分水岭,代表了国家的排放标准正式迈入了和国际统一标准的时代,这一天也被很多人亲切的称为“七一国六节”。而国六实施和国五实施,仅仅差了两年的时间。如此快速的更迭,也给很多发动机厂带来了一定的困难,有些厂商国五还没有彻底消化就进入了国六。

巧合的是,今年恰逢康明斯100周年,康明斯在中国举行了以“至美无界探索无限”为主题的中国行。这次活动来到了武汉的康明斯东亚研发中心,而武汉站活动开始的时间恰逢7月1日,也就是国六正式实施的日子,意义非凡。

实际上在很早之前,康明斯就有欧六技术的发动机。早期的技术路线为EGR+DOC+DPF+SCR,如果将此前的技术路线搬到国内来也可以满足现今国内的排放法规。而2015年康明斯着手对技术进行了改进,直接将EGR系统剔除,仍然可以满足国六B的排放标准。上图就是康明斯国六B阶段与欧六A的对比,当然区别不只是剔除了EGR,在发动机其他方面还进行了相应的调整。

康明斯的EGR系统

EGR全名废气再循环,在发动机进气的时候,会吸入一部分排气端的废气。部分废气与新鲜空气混合进入发动机的气缸内燃烧,降低缸内的燃烧速度,这样一来温度也就随之下降,减少NOx的产生。在过去的很多年里,EGR技术被非常广泛的应用到车用柴油机上。虽说使用量非常的广泛,但是市场对于EGR系统的声音,也是褒贬不一。

首先EGR采用的是全电控形式,现在的EGR电控一般有两种形式,一种是开环另一种是闭环。这两种形式都需要在发动机上安装一定量的传感器,这就导致了发动机在前期和后期都要一定的开销。

其次就是EGR系统需要一定的散热支持,将废气的温度降低。因为进气的温度过高,会导致缸内的燃烧温度大幅度升高,抵消EGR降低NOx的作用。这样一来发动机散热要求就更高,而系统的可靠性则有所下降。

再就是EGR很有可能会影响到车辆的动力,笔者此前遇到过很多用户在用车过程中将EGR旁通阀堵塞,以增加发动机吸入的新鲜空气,提高整机的动力。

上图就是剔除EGR系统以后的发动机,可以看到后半部分和侧面没有设置EGR旁通阀,发动机上半部分的体积有所减小,直接降低发动机尺寸和自重。再一方面就是减少了发动机机械故障以及散热问题,废气不再经过发动机冷却而是直接进入后处理系统,发动机热量更小。

但是把EGR系统剔除以后,抑制NOx的问题也就随之而诞生了。没有了EGR,就需要对后处理系统提出更高要求。从前面展示的康明斯欧6A和国6B两者的对比可知,进气系统从VGT可变截面涡轮增压器改成了可靠废气旁通涡轮增压器+排气控制阀,还有就是增加了DEF混合器,将SCR系统进行了一定的升级。

康明斯的紧凑型后处理系统

另外还有康明斯的智慧大脑2.0控制系统,采用全闭环设计,此前的则是半闭环设计。全闭环的控制精度相比半闭环要高,对于发动机的控制和调校肯定是起到正向作用,劣势就是成本高维修复杂。

简单来说,国六系统的康明斯是在前期机器的基础上进行了深度的改进优化,主要还是围绕着取消EGR系统。提高了发动机的可靠性和耐用性,降低了自重以及使用成本。在电控系统以及后处理系统均有改进,此外在发动机的动力系统上也进行了一定的优化。面对已经到来的国六排放,康明斯做好了一步到位的姿态。

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