2017年宝马新5系动力传递系统新技术剖析（三）

杨 明 刘克江

（四）系统电路图

B47/B57 发动机系统电路图如图17所示。

（五）排气系统

为了满足严格的欧 6 排放标准，所有柴油发动机均采用第 3 代SCR系统（选择性催化剂还原），如表12所示。此外在高压废气再循环基础上增加了低压废气再循环。

柴油发动机的排气系统及附属执行构和传感器，如图18所示。

1. 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。在此根据运行状态将规定废气量与新鲜空气进行混合。 废气再循环系统的结构（不包括附属传感器系统），如图19所示。

2. 柴油颗粒过滤器再生

柴油颗粒过滤器的炭烟负荷能力有限，必须定期进行再生。因此通过数字式柴油机电子系统 DDE 确定柴油颗粒过滤器（如图20所示）的负载程度。达到特定炭烟负荷限值后开始再生过程。

根据以下参数决定开始再生：

◆柴油颗粒过滤器内的压力差

◆自上次再生以来的驾驶方式

为对柴油颗粒过滤器内积聚的炭烟进行氧化，必须使废气温度升至约580℃。为在所有边界条件下均可安全达到废气温度，在数字式柴油机电子系统 DDE 内集成了温度措施。

（1）有关柴油颗粒过滤器再生的参数

结合以下信息进行柴油颗粒过滤器再生：

◆空气质量信号

◆冷却液温度

◆曲轴传感器信号

◆进气温度

◆环境压力

◆增压压力

◆柴油颗粒过滤器压力差

表12 采用第3代SCR系统说明

图18 柴油发动机废气再处理概览

图17 B47/B57 发动机系统电路图

图19 柴油发动机高压和低压废气再循环示意图

图20 B47发动机柴油颗粒过滤器

◆燃油压力传感器

◆挡位传感器

◆废气温度传感器

◆车速

◆燃油量

（2）计算炭烟负荷

柴油颗粒过滤器带有一个差压传感器，用于持续监控存在的压力差。根据压力差和计算的废气质量流量确定柴油颗粒过滤器内的炭烟负荷。

结合以下输入数据计算炭烟负荷：

◆废气质量流量：根据测得的空气质量流量、废气再循环流量和燃油喷射量计算出

◆柴油颗粒过滤器前的废气温度

◆柴油颗粒过滤器绝对内部压力：根据排气系统内的压力损失模型、环境压力和压力差计算出

（3）分析自上次再生以来的驾驶方式

数字式柴油机电子系统 DDE 监控自上次再生以来的行驶距离。根据驾驶方式计算出触发再生的最大行驶距离。

结合以下输入数据计算行驶距离：

◆自上次再生以来的平均车速

◆自上次再生以来的平均行驶循环长度

（4）再生阶段

柴油颗粒过滤器的再生包括 2个阶段：

◆系统加热

◆系统再生

执行再生程序时，为加热系统发动机运行模式发生变化。冷却液温度达到约 60℃后开始再生。

（5）加热柴油颗粒过滤器

为加热柴油颗粒过滤器，会减少吸入的空气质量并使燃烧重心向后移。

加热时使用以下参数：

◆空气质量

◆废气再循环率

◆增压压力

◆主喷射和后续喷射的喷射量及时刻

◆燃烧室内的空气涡流

废气温度达到约 400℃以上时，就会从加热过渡到再生。

（6）柴油颗粒过滤再生

再生期间废气温度继续升至580℃。通过进一步减少吸入的空气质量并再次延迟燃烧来实现废气温度的上升。

再生期间调整以下参数：

①空气质量：通过发动机转速和燃油喷射量计算出空气质量规定值。根据环境压力调整规定值，从而在不同高度时确保稳定燃烧。

②废气再循环率：根据发动机转速和燃油喷射量计算出所需废气再循环率。根据环境压力和进气温度调整规定值，从而在不同高度且环境温度较低时实现稳定燃烧。

③增压压力：同样根据发动机转速和燃油喷射量计算出所需增压压力。根据环境压力和进气温度得出增压压力规定值，从而在环境温度较低时稳定燃烧且不超过最大废气涡轮增压器转速。

④喷射压力：所需喷射压力取决于发动机转速和燃油喷射量。

⑤燃烧室内的空气涡流：根据发动机转速和燃油喷射量计算出进气通道转换风门位置规定值。

⑥主喷射和后续喷射的喷射量及时刻：环境压力较低时进行调整，从而确保不超过废气涡轮增压器的最大允许温度负荷。

（7）再生关闭策略

只有在冷却液温度、排气温度和环境压力所决定的范围内才能进行再生。因此再生不会对排气尾管尾气排放产生任何影响。

再生关闭限值定义如下：

①冷却液温度在约 60～110℃之间：温度下限用于确保稳定燃烧。温度上限可防止发动机受热毁坏。

②排气温度在约220～690℃之间：温度下限用于确保在柴油颗粒过滤器内进行足够的放热反应。温度上限可防止柴油颗粒过滤器过热。

③环境压力高于600hPa：环境压力较低时会超过最大允许废气涡轮增压器转速，因此禁止再生。

3. 柴油颗粒过滤器清洁

柴油颗粒过滤器的负载能力有限。因此需要通过定期再生对其进行清洁。由数字式柴油机电子系统DDE 启动和监控再生。在此对进气进行节流、提高总喷射量、向延迟方向调节主喷射、生成附加后续喷射并接通不同用电器，从而提高负荷（例如预热装置）。

不利驾驶方式可能导致柴油颗粒过滤器内负荷增大。如果无法达到再生所需的冷却液温度，原因可能在于用户的驾驶方式或某一车辆部件损坏。柴油颗粒过滤器过载时，数字式柴油机电子系统 DDE 不再许可周期形式的再生（禁止再生）。

如果出现这种情况，则建议有针对性地使用颗粒过滤器的化学再生剂。为此必须严格按照维修说明“清洁柴油颗粒过滤器”来进行。

如果因行驶里程数较高导致柴油颗粒过滤器完全布满灰烬（不可燃矿物质）且由此形成过高背压，则不建议进行上述“柴油颗粒过滤器清洁”。

如当前维修说明所述，需通过差压传感器的管路将柴油颗粒过滤器清洁剂喷入柴油颗粒过滤器内。在清洁剂的作用下可使局部炭烟负荷分布到整个过滤器容积内。这样可提高流速并降低压力差。数字式柴油机电子系统 DDE 识别出压力差降低时，就会许可进行再生。

向柴油颗粒过滤器加注清洁剂时请注意，不要混淆高压和低压废气再循环的差压传感器。

为此使用以下零件编号的清洁剂和相应专用工具（如表13、图21所示）：

图21 专用工具

表13 工具说明

表14 采用SCR技术车型说明

表16 SCR组件说明

注意：只允许在冷却后的发动机上使用清洁剂。为达到极佳清洁效果，柴油颗粒过滤器应尽可能“温热”。仅使用随附的带有润滑脂杯的喷枪。以最高 2kPa压力操作带有润滑脂杯的喷枪。

向柴油颗粒过滤器加注清洁剂后，需要以尽可能恒定的车速行驶约30min。随后必须重新执行服务功能“柴油颗粒过滤器再生”。对于 Bx7 发动机，可在静止状态下执行服务功能所要求的再生。随后必须重新评估车辆故障或客户投诉。

注意：在静止状态下进行柴油颗粒过滤器再生时（服务功能“柴油颗粒过滤器再生”）应注意，在排气装置区域内会出现极高温度。例如后保险杠处积热可能会导致损坏。使用排气软管时，软管必须耐热。必须遵守维修说明中的说明。多次使用化学清洁方式可能会导致过滤器陶瓷永久损坏。因此这种方法只允许使用一次。原则上清洁过程应记录在保养手册和车辆档案内。 使用带有润滑脂杯的喷枪后，必须用水进行彻底清洁。

（六）采用 SCR 技术的 BMW 车型（ECE）

哪些车型中使用哪代 SCR，如表14所示。

1.SCR 组件安装位置（仅限ECE）

SCR组件安装位置及说明如表15、表 16所示。

2. 系统技术区别

SCR系统技术区别如表17所示。

表17 SCR系统技术区别说明

表15 SCR组件安装位置

（待续）