在增压柴油发动机上采用EGR技术

时，进气与排气之间必须有适当的压差，以确保EGR气体顺利再循环及其所必需的EGR率。在增压效率较高的高负荷区域增压器压气机出口的压力往往会高于涡轮进口的排气压力(也即EGR再循环压力)，为了在这种运转工况下也能使用EGR，则必须在进气总管EGR气体引入口处设置节流阀，以产生EGR气体流入所必需的压差。此外，为了进一步提高EGR率满足未来更严格的排放法规要求，还采用两级冷却EGR系统(图4)。

其最大优点是在EGR冷却器中形成冷凝水而使其具有自洁效应，从而能在整

个使用寿命期内保持冷却能力的稳定性。这种组合系统中带中冷的两级涡轮增压是为在应用更高的EGR率时仍保持足够大的过量空气系数，这将有助于降低燃油消耗和NOx排放，能在不用选择性催化还原(SCR)技术的情况下达到欧6限值。

3.增压技术

随着柴油发动机排放限值越来越收紧，欧3以上的柴油发动机新机型几乎都采用增压和增压中冷技术，但是增压发动机存在着较难获得理想的低速扭矩特性的缺点。为此越来越多的乘用车柴油发动机采用可变涡轮喷嘴几何截面增压器(VNT)(图5)，使得废气涡轮喷嘴环的流通几何截面积在发动机低转速排气能量少时关小，以提高增压压力，提高发动机的低速扭矩；而发动机高转速时开大，以减少涡轮中的能量损失，提高增压器效率(图6)。

同时，增压技术又是改善燃油经济性的重要技术手段，高增压与小排量化的结合具有很大的节能减排潜力。因此乘用车柴油发动机的高增压趋势越来越明显，尤其是在欧洲，已开始采用两级涡轮增压系统(图7)。低速低负荷时小涡轮增压器单独运行，以提高低速响应性能；中等转速时两级涡轮增压器同时运行，以提高增压压力，供应足够多的空气量，满足高扭矩的需要；高转速时大涡轮增压器单独运行，以提高增压器效率(图8)，从而能明显改善燃油经济性。

4.排气后处理技术

对柴油发动机而言，其排气处于富氧状态，致使NOx无法象汽油发动机排气那样简单地仅用三效催化器就能与CO和HC一起同时得到净化，同时因缸内PM和NOx的生成条件是相互矛盾的，使得两者的生成量呈现类似双曲线关系(图9)，此消彼长，其原始排放难以同时降低，因此PM和NOx成为柴油发动机排气净化的两大难点。

从欧洲执行柴油发动机排放标准的经验来看，欧3机型尚能通过优化燃烧室、改进燃油喷射和增压中冷以及机内EGR等常规的技术就能在不采用任何特殊的排气后处理装置的情况下达标。然而欧4和欧5机型则必须采用机内和机外净化相结合的技术措施才能达标。从图9可以清楚地看出，降低NOx和PM排放达到欧4和欧5限值的技术路线不外乎有两种：

① 冷却EGR＋DOC＋DPF：即采用机外电动EGR阀和冷却EGR在机内将NOx原始排放降低到欧4和欧5限值以内，但PM原始排放将有所增加，再采用氧化催化器(DOC)和颗粒捕集器(DPF)将PM降低到欧4和欧5限值以内。

② SCR：即通过高压燃油喷射和改进燃烧过程在机内将PM原始排放降低到欧4和欧5限值以内，但NOx原始排放将有所增加，再采用选择性催化还原(SCR)系统将NOx降低到欧4和欧5限值以内。

柴油发动机颗粒捕集器(DPF)是降低颗粒排放的有效手段，但要将捕集后储存的颗粒(PM)除去(即DPF的再生)却并不容易，这是这项技术措施在过去的较长时间内未能实用化的主要原因。现在，这一问题的解决得益于在颗粒捕集器(DPF)前段设置了氧化催化器(DOC)，将排气中的一氧化氮(NO)变为具有高反应性的二氧化氮(NO2)，从而能够在燃油消耗不明显增加的情况下DPF的连续再生成为可能，因此现在已成为欧洲欧4和欧5柴油发动机机型的标准配置。

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