小型卡车用高效、清洁型柴油机的开发

摘要 ： 五十铃公司正致力于进一步提高柴油机的效率及环保车辆的开发 ， 研制高效环保的新型发 动机 。 此次推出小型卡车用高效清洁柴油机不仅能满足日本后新 长 期 排 放 法 规 ， 而且获得了低排放 车辆的认证 。 介绍了新发动机在改善排放性能及燃油经济性方面采用的先进技术及其概况 。 关键词 ： 排放法规 小型卡车 柴油机 排气后处理 燃油经济性 ０ 前言 近年来 ， 温室（ 效 应） 气体排放造成的危害被广 泛关注 ， 其中 Ｃ Ｏ ２ 是 温 室 气 体 的 主 要 成 分。 此 外， 矿物燃料资源有限且供应及价 格 受 世 界 政 治 形 势 影 对于 商 用 车 而 言 ， 燃油对于运输费用的影响极 响， 、 大 。 包括日本在内的先进国家 ， 混合动力车 （ ＨＥ Ｖ） 电动汽车等 高 价 商 用 车 仍 未 广 泛 普 及 ， 柴油机依然 是主要的商 用 车 发 动 机 。 在 此 背 景 下 ， 五十铃汽车 公司针对柴 油 机 的 进 一 步 高 效 化 展 开 研 究 ， 致力于 为低碳社 开发兼顾环 境 性 能 与 经 济 性 能 的 柴 油 机 ， 会做出贡献 。 为满足 ２ 小型卡 ０ ０ ７ 年的新长 期 排 放 法 规 要 求 ， 车用发动机总排量 由 ４． 实现了小型 ８ Ｌ 降 为 ３． ０ Ｌ， 用于 ２～３ｔ的装载车辆 ， 燃油耗等级首次达到了 化，
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国 外 内 燃 机 ２ ０ １ ７ 年第 ３ 期

小型卡车用高效 、 清洁型柴油机的开发
【 日】 松崎智美 酒井 二 池田卓史 飯村崇介
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图 ２ ４ Ｊ Ｊ １ Ｃ Ｓ 发动机性能曲线 －Ｔ
３ 关键技术 ３． １ 压缩比的最佳化 为了获 得 全 车 型 用 发 动 机 系 列 的 低 排 放 认 证 排放比 Ｐ ＮＯｘ 和 颗 粒 物 （ ＰＭ ） Ｎ Ｌ Ｔ 法规限值低 ， 以进一步 降 低 ＮＯｘ 排 放 为 目 标 改 进 了 活 塞 １ ０％ ） 压缩比 。 通过计算流 体 动 力 学 （ 计 算， 根据燃烧形 Ｃ Ｆ Ｄ） 态采 取 了 多 种 对 策 ， 以 同 时 降 低 ＮＯｘ 和 ＰＭ 排 放 ， 改善燃油经济性 ， 采用了比原机 型 更 低 的 压 缩 比 （ 图 ） ， 由此实现稀薄燃烧 ， 同时降低燃烧温度以降低 ３ 得益于喷射时刻及多次喷射优 ＮＯｘ 排放量 。 另外 ，
［］ ２ ０ １ ５ 年度大型车燃油耗标准 １ 。 今后可在不损害使 用方便性的前提下 ， 达到后新长期排放法规 （ Ｐ Ｎ Ｌ Ｔ） ［ 要求 ， 且无需Байду номын сангаас用氮氧化物（ 后 处 理 装 置 ２］。 ＮＯｘ ）
处理装置 ， 降低了摩擦并试图大幅度改善燃油经济 性及降低 排 放 。 表 １ 列 出 代 表 车 辆 （ 排气为 Ｔ ２ 类 型） 的主要技术规格 ， 其性能曲线见图 ２。
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图 ４ 喷油器结构比较
图 ５ 滑动面积和滑动部位通过燃油比较
可防止沉积 物 或 杂 质 混 入 系 统 滑 动 部 位 ， 提高了喷 油系统零件的可靠性 。 ３． ３ 降低摩擦 为降低摩擦 以 改 善 燃 油 经 济 性 ， 进行了活塞环
图 １ ４ Ｊ Ｊ １ Ｃ Ｓ 发动机外观 －Ｔ 表 １ ４ Ｊ Ｊ １ Ｔ Ｃ Ｓ 发动机主要技术规格 －
项目 发动机型式 种类 、 气缸数 、 布置 燃烧室形式 总排量／ Ｌ 缸径／ ｍｍ 行程／ ｍｍ ／ 最大功率 （ 净功率 ） ｋＷ ／ （ · 最大扭矩 （ 净扭矩 ） Ｎ ｍ） 压缩比 配气机构 增压系统 燃油喷射系统 喷油器规格 （ 电磁阀式 ） 柴油 机 氧 化 催 化 器 排 气 后 处理装置 柴油机 催 化 转 化 器 （ Ｄ Ｏ Ｃ） 容量比 （ 与原装置比 ） 催化颗粒滤清器 （ 容量 Ｃ Ｓ Ｆ） 与原装置比 ） 比（ 传统型发动机 新型发动机 ４ Ｊ Ｊ １ Ｊ Ｃ Ｓ － 直列 ４ 缸 ， 立式 ４ 冲程柴油机 ， 直接喷射式 ２． ９ ９ ９ ９ ５． ４ １ ０ ４． ９ （ ／ ） １ １ ０ ２ ８ ０ ０ｒ ｍ ｉ ｎ （ ／ ） ３ ７ ５ １ ４ ０ ０～２ ８ ０ ０ｒ ｍ ｉ ｎ １ ７． ５ １ ５． ８ 齿轮 ＋ 双顶置凸轮轴 （ Ｄ ＯＨＣ） 链条驱动 ２ 进气门 ， ２ 排气门 带中间冷却器 ， ２ 级涡轮增压系统 共轨式 （ 柴油机 Ｇ ３ Ｓ 颗粒捕集器 ） Ｇ ４ Ｓ
柴油机颗粒捕集器 （ Ｄ Ｐ Ｄ） ＋ 排气管燃料喷射系统 １． ０ １． ０ １． ４ １． １
排放水平
满足日本后新长期 （ 排放法规要 ２ ０ １ ０ 年） ； 求； 获得低排放车认证（ 获 ９个都 ２ ０ ０ ９年） 县市的指定低公害车“ ２ ０ ０ ９ 年优秀低公害 称号 车”
０ １ ７ 年第 ３ 期 国 外 内 燃 机 ２
相比于传统 型 发 动 机 ， 新型发动机改善了排放性能 和燃油经济性 ， 本文介绍了其采用的技术及概况 。 １ 开发的目标 相比传统型发动机 ， 新型 ４ Ｊ Ｊ １ Ｃ Ｓ发动机以燃 －Ｔ 烧优化技术 、 电子控制技术 和 后 处 理 技 术 为 核 心 ， 进 一步发展 了 五 十 铃 公 司 独 有 的 “ 技 术， 并 Ｄ－ Ｃ ＯＲ Ｅ” （ 顶级水平的低燃 围绕以下几个目标进行了开发 ： １） （ 油耗 ； 全车型用发动机系列取得低排放车辆认 ２） （ ） 顶级水平的静音性 。 证； ３ ２ 发动机概况 发动机外观如图 １ 所 示 。 新 型 发 动 机 采 用 了 较 低的压缩比 和 新 型 燃 油 喷 射 装 置 ， 并改进了排气后