新款宝马G11/G12动力系统技术剖析（三）
2016-08-31杨明
杨 明
新款宝马G11/G12动力系统技术剖析（三）
杨 明
二、柴油发动机（如图14所示）
用于区分两款柴油发动机型号的一个主要特点是增压方式不同。宝马730d使用一个废气涡轮增压器，而宝马740d的两个串联连接的废气涡轮增压器提高了效率和功率。
（一）宝马730d/Ld（xDrive）车型发动机
1.技术数据
宝马730d/Ld（xDrive）车型发动机技术数据如表9所示，特性曲线如图15所示。
2. B57发动机技术亮点
◆ 250000kPa共轨系统
◆ 特性曲线控制式机油泵
◆ 可切换活塞冷却
◆ 高压和低压废气再循环
◆ 在数字式柴油机电子系统 DDE内集成预热控制功能
◆ 新型数字式柴油机电子系统DDE 8.32
（二）宝马740d/Ld（xDrive）车型发动机
1.技术数据
宝马740d/Ld（xDrive）车型发动机技术数据，如表10所示。
2.B57 顶级发动机技术亮点
◆ 250000kPa共轨系统
◆ 特性曲线控制式机油泵
◆ 可切换活塞冷却
◆ 两个带 VNT 调节器的废气涡轮增压器（高压和低压段）
◆ 高压和低压废气再循环
◆ 在数字式柴油机电子系统 DDE内集成预热控制功能
◆ 新型数字式柴油机电子系统DDE 8.32
（三）系统电路图
柴油发动机控制系统电路图，如图16所示。
（四）进气和排气系统
1.进气导管
进气导管如图17所示。
（1）谐振器
图14 B57发动机的发动机室概览
表9 宝马730d/Ld（xDrive）车型发动机技术数据
图15 B57发动机满负荷曲线图
表10 宝马740d/Ld（xDrive）车型发动机技术数据
进气系统内空气柱加速和减速会产生噪声。借助洁净空气管内谐振器的附加容积可抵消约 60Hz 范围的低频噪音。
（2）宽带减震器
超过废气涡轮增压器的喘震极限时，会因压缩机侧过压较高导致少量压缩空气朝进气方向回流。由此会导致压缩机侧过压降低并低于喘震极限范围。由于上述超过和低于喘震极限的情况以飞快的速度交替出现，由此会产生 1500～3000Hz的高频噪声。通过宽带减震器可抵消上述噪声。
（3）低压废气再循环
为了不损坏进气系统的塑料部件且向增压空气输送尽可能少的热量，在将高温废气引入洁净空气管前通过经由冷却液冷却的废气再循环冷却器对其进行冷却。为了防止进气系统被颗粒物所污染，会抽出柴油颗粒过滤器后的废气。
2.排气系统
根据功率等级使用两种不同的排气装置。两种不同的排气系统型号，如图18所示。
欧六排气系统措施：
◆使催化转换器和柴油颗粒过滤器位于发动机附近
◆使催化转换器和柴油颗粒过滤器隔音、隔热
◆高压和低压废气再循环
◆选择性催化剂还原SCR
3.尾气排放规定
G11/G12 的排气系统针对将来的排放法规指导方针进行了相应调整。
1988年，美国加利福尼亚大气资源局CARB首次引入了用于监控尾气排放相关系统功能安全的车载诊断系统OBD系统。
车载诊断OBD不仅用于确保新车注册时符合排放标准，而且还用于在整个车辆使用寿命期间监控是否遵守法定限值。
图16 B57发动机的系统电路图
图17 B57发动机的进气导管
图18 柴油发动机的排气系统
1998年10月，欧盟以法规形式引入OBD II。与OBD I相比的一个新特点是可对监控系统进行监控。
图19展示了欧三至欧六的法定排放标准发展情况以及相关 OBD 限值的发展情况。
4.高压和低压废气再循环
废气再循环是一项用于还原氮氧化物 NOx 的发动机内部措施。在此会根据运行状态将规定废气量与新鲜空气进行混合。
由此减少的新鲜空气量会：
◆降低燃烧室内的含氧量
◆降低最高燃烧温度
之前主要在部分负荷范围内进行废气再循环来还原氮氧化物。将废气再循环程度扩展至满负荷时可实现较高废气涡轮增压器增压效率，因此仅在充分使用节气门时才会进行高压废气再循环。
这会带来以下问题：
◆通过降低允许最大增压压力减小了发动机扭矩
◆降低了效率进而提高了耗油量
低压废气再循环系统在较高负荷下也可实现高效运行且不会存在上述缺点。低压废气再循环占整个废气再循环程度的百分比针对各发动机运行时刻和各发动机型号单独确定并以特性曲线形式存储在数字式柴油机电子系统DDE内。
两个废气再循环系统的结构（不包括相关传感器系统），如图20所示。
进行低压废气再循环时会抽出柴油颗粒过滤器后的废气并通过废气再循环冷却器将其输送至新鲜空气。
在此将热膜式空气质量流量传感器后和废气涡轮增压器前的冷却废气输送至洁净空气。通过抽出柴油颗粒过滤器后的废气并采用带有特殊涂层的废气涡轮增压器压缩机轮可防止造成损坏。
为了能够根据运行时刻对相应废气再循环量进行再循环，必须对进气与排气系统间的压力差进行部分调节。电动操纵的废气再循环阀根据运行时刻调整横截面开启度。通过选择性催化剂还原 SCR 催化转换器后的一个电动操纵废气积蓄阀，可使废气积蓄，从而提高排气系统内的废气压力。通过同时调节两个执行元件可在所有运行时刻向新鲜空气输送正确废气量。
（待续）
图19 图形方式对比欧洲排放标准限值和OBD限值
图20 B57发动机高压和低压废气再循环示意图
