汽油直噴發(fā)動機(jī)滿足RDE要求的系統(tǒng)化解決方案

現(xiàn)代汽車必須滿足越來越嚴(yán)格的油耗及排放法規(guī)要求，而滿足擴(kuò)展環(huán)境條件（如環(huán)境溫度及海拔高度）下的實(shí)際駕駛循環(huán)（RDE）將更加困難。從NEDC到WLTP再到RDE，要求整車在發(fā)動機(jī)整個運(yùn)行工況下以及各種環(huán)境條件下都必須滿足排放法規(guī)要求。為保證顆粒物排放（PN）的符合性，未來絕大部分車輛都將采用GPF技術(shù)。

但即使采用GPF技術(shù)，降低發(fā)動機(jī)的原始PN排放仍將是重要的開發(fā)任務(wù)。特別是要掌握發(fā)動機(jī)-7℃冷機(jī)工況下的排放規(guī)律需要進(jìn)行大量的開發(fā)工作。這樣在采用GPF后兩次再生之間的時(shí)間間隔才會更長。大陸350bar噴射系統(tǒng)針對PN排放進(jìn)行了優(yōu)化。進(jìn)一步降低PN排放的核心是環(huán)境溫度在-7℃及更低的溫度時(shí)如何應(yīng)對。通過優(yōu)化噴油器設(shè)計(jì)、多次噴射策略并采用新的冷啟動策略，顆粒物排放可以降低到原來的1/5。單獨(dú)使用多次脈沖噴射可以延長GPF再生的間隔時(shí)間。

在低車速工況下進(jìn)行GPF再生的挑戰(zhàn)非常大，特別是在底盤下安裝GPF時(shí)。由于發(fā)動機(jī)艙的安裝空間有限，未來很多車輛將采用底盤下安裝的GPF。由于離發(fā)動機(jī)較遠(yuǎn)，底盤下安裝的GPF溫度會比緊耦合GPF低140°左右。為此，大陸引入了二次空氣噴射系統(tǒng)、將空氣噴入三元催化器和帶涂層的GPF之間。采用該系統(tǒng)后使得在城市工況低速行駛時(shí)GPF的再生成為可能。采用加濃混合氣和二次空氣策略，在不影響駕駛性和舒適性的前提下GPF可以被加熱到300℃以上。

降低泵氣損失和混合動力技術(shù)的采用，用于清除炭罐的壓力差被降低了，可用于炭罐脫附的時(shí)間也被減少了，通過λ傳感器判定炭罐中HC載荷的時(shí)間也變得越來越短。同時(shí)，世界范圍內(nèi)對蒸發(fā)排放法規(guī)的要求變得越來越嚴(yán)格，這直接導(dǎo)致了提高炭罐脫附率的要求。為此大陸開發(fā)了一套包括主動脫附泵和HC傳感器的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可迅速確定炭罐的HC載荷并提高脫附速率。通過在脫附泵前后分別安裝壓力傳感器，確定炭罐HC載荷的成本更低、魯棒性也更好，使得這一主動脫附系統(tǒng)（APS）得到了擴(kuò)展，同時(shí)也避免了采用HC傳感器。

通過將GPF再生系統(tǒng)和最新開發(fā)的炭罐脫附集成構(gòu)成一成本效率最好的系統(tǒng)。該系統(tǒng)的采用使得在任何歧管壓力下都可以進(jìn)行炭罐脫附，通過測量HC濃度，脫附率可以實(shí)現(xiàn)在40L/min內(nèi)和發(fā)動機(jī)運(yùn)行工況無關(guān)，這對于實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)無節(jié)流工作和混合動力功能是非常重要的。

智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)在未來也可以被用來解決排放問題。車輛和外界的實(shí)時(shí)互聯(lián)功能使得引入一種新的算法成為可能，并具有進(jìn)一步降低油耗和排放的潛力（文中Figure 15）。最簡單的應(yīng)用是將現(xiàn)有的導(dǎo)航系統(tǒng)和發(fā)動機(jī)控制連接起來，現(xiàn)在所有的導(dǎo)航系統(tǒng)都具有基于實(shí)時(shí)交通情況計(jì)算預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間的功能。如果導(dǎo)航路線包括一段郊外路段，就可以通過交通情況和路況確定最佳的GPF再生時(shí)間。混合動力車輛由于可以實(shí)現(xiàn)工況點(diǎn)轉(zhuǎn)移，因此其利用車輛互聯(lián)功能的自由度更大。

Figure 15: Emissions reduction potential during GPF regeneration through vehicleconnectivity.

總之，采用系統(tǒng)化方法將成為未來解決排放問題的重要手段，包括噴射系統(tǒng)和噴射策略的優(yōu)化、排氣系統(tǒng)的布置、二次空氣及主動炭罐脫附泵的使用和集成以及智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)等。企業(yè)應(yīng)根據(jù)自己的實(shí)際情況提前進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)儲備。