3斯堪尼亞公司

　　3.1產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展概況

　　素有公路之王之稱的斯堪尼亞一直非常重視其發(fā)動機技術(shù)的研發(fā)。斯堪尼亞發(fā)動機產(chǎn)品種類繁多，可為客戶提供廣泛的選擇，產(chǎn)品可滿足歐Ⅲ、歐Ⅳ以及歐Ⅴ排放標準。斯堪尼亞是歐洲首個提供匹配符合環(huán)境友好汽車排放標準（EEV)發(fā)動機的卡車和城市公交車的制造商。斯堪尼亞歐Ⅴ排放標準發(fā)動機系列新品項目的啟動時間比歐洲立法要求的正式執(zhí)行歐Ⅴ排放標準日期——2009年10月提前了整整兩年。

　　斯堪尼亞的用戶可通過選擇不同類型的產(chǎn)品，滿足其在特定地域或特定場合的需求。符合歐Ⅴ排放標準的產(chǎn)品包括功率從230～620馬力不等的9L、13L和16L柴油機。此外，斯堪尼亞還提供230馬力和280馬力的柴油機以及270馬力的乙醇發(fā)動機以滿足目前排放控制要求方面最為嚴格的歐洲環(huán)境友好汽車排放標準EEV。斯堪尼亞同時提供230～620馬力符合歐Ⅳ排放標準的發(fā)動機，以及230～580馬力符合歐Ⅲ排放標準的發(fā)動機。

　　從2004年9月開始，斯堪尼亞開始為全歐洲提供420馬力的EGR卡車發(fā)動機，搭載這種發(fā)動機的卡車不但享有稅收優(yōu)惠和過路費優(yōu)惠，而且這種車不需要任何額外添加劑，也沒有額外的容器占據(jù)有用的空間，駕駛員只需要加柴油即可。斯堪尼亞的EGR技術(shù)能在各種工況下降低排放，同時運營成本和性能與歐Ⅲ機型完全一樣。

　　到2005年秋天，斯堪尼亞將全系列歐IV發(fā)動機應用到所有機動車上，包括卡車和客車，從2006年開始，一些發(fā)動機可以達到更高的歐V排放要求。

　　一切從燃燒室開始，是斯堪尼亞的哲學（如圖4）。對燃燒技術(shù)的持續(xù)開發(fā)使得斯堪尼亞能開發(fā)出具有歐Ⅲ運營成本的歐IV發(fā)動機。對于歐IV排放標準，斯堪尼亞采用EGR和SCR兩種技術(shù)路線來達到排放限值。根據(jù)客戶需求、自然條件、過路收費和稅收激勵措施，斯科尼亞可以對每個不同的應用提供最合適的技術(shù)。

　　斯堪尼亞降低發(fā)動機氮氧化物NOx排放的主要措施是：1）控制燃燒溫度；2）燃油噴射正時控制；3）進氣溫度控制；4）噴射速率控制；5）廢氣再循環(huán)EGR；6）選擇性催化還原SCR。

　　3.2EGR技術(shù)

　　通過應用EGR技術(shù)，斯堪尼亞將有害排放從來源處—燃燒室內(nèi)降低，并且不需要添加別的物質(zhì)。斯堪尼亞選擇EGR技術(shù)以確保發(fā)動機在使用正常加油站提供的柴油燃料時能正常運營，不用擔心添加劑是否能買到。這些發(fā)動機采用斯堪尼亞自己的發(fā)動機管理系統(tǒng)，以及斯堪尼亞高壓燃油噴射系統(tǒng)（ScaniaHPI）來實現(xiàn)最優(yōu)的燃油經(jīng)濟性，在有些卡車中，渦輪增壓技術(shù)也被采用。

　　EGR在美國被用于乘用車和重型卡車已經(jīng)很多年了，是一種被證實有效的技術(shù)。在這種技術(shù)中，一部分廢氣被冷卻后，重新被輸送到發(fā)動機氣缸中，以此來降低燃燒溫度。燃燒溫度越低NOx生成量越低，燃油噴射壓力越高，顆粒物產(chǎn)生的越少。

　　斯堪尼亞EGR技術(shù)可以在任何條件下降低排放，包括高速公路牽引車和市內(nèi)頻繁停車和啟動的交通環(huán)境。這樣斯堪尼亞EGR可以作為很多用途的解決方案，例如，城市公交車和市內(nèi)送貨車。斯堪尼亞EGR相比于SCR也能降低汽車重量，降低裝置復雜度以及為油箱留下更多空間。

　　斯堪尼亞開發(fā)的歐IV發(fā)動機，能夠大幅度降低氮氧化物排放和顆粒物排放，但其運營成本卻與歐Ⅲ發(fā)動機相當。

　?。?）兩級EGR冷卻器

　　斯堪尼亞歐Ⅴ發(fā)動機EGR技術(shù)經(jīng)過不斷的改進，其發(fā)動機效率和性能得到了進一步的提高。其中一個顯著特點是，除水冷器之外，廢氣再循環(huán)系統(tǒng)還增加了一個空氣冷卻器（圖5），即兩級冷卻。通過兩級廢氣冷卻，降低燃燒溫度，從而減少氮氧化物（NOx)的形成。

　　斯堪尼亞歐Ⅳ發(fā)動機廢氣循環(huán)系統(tǒng)僅采用水冷卻器。在歐Ⅴ標準產(chǎn)品中，為使產(chǎn)品達到更高的排氣冷卻性能，他們采用了圖5所示的二級冷卻設計，即在散熱器的前方加裝了一個空氣冷卻器來實現(xiàn)更高冷卻性能。這是斯堪尼亞的獨特設計。將進氣與廢氣相混合的關(guān)鍵在于可變截面渦輪增壓器。與其他發(fā)動機的配件一樣，它由發(fā)動機管理系統(tǒng)進行控制，這是斯堪尼亞的另一個自主研發(fā)成果。

　?。?）超高壓燃油噴射系統(tǒng)XPI

　　斯堪尼亞歐Ⅴ標準產(chǎn)品的另一大特點是與康明斯在超高壓燃油噴射系統(tǒng)（XPI）領域的合作。斯堪尼亞超高壓燃油噴射系統(tǒng)XPI（圖6、圖7）作為新一代共軌燃油噴射系統(tǒng)，為燃燒控制技術(shù)迎來了希望的曙光。這一技術(shù)由斯堪尼亞與總部位于美國印地安那州的專業(yè)發(fā)動機制造商康明斯公司共同研發(fā)，而且雙方已經(jīng)建立了聯(lián)合生產(chǎn)基地。兩家公司擁有長遠的戰(zhàn)略聯(lián)盟關(guān)系，自上世紀90年代初以來始終在燃油系統(tǒng)的研發(fā)中保持著合作關(guān)系。2001年雙方共同啟動了斯堪尼亞高壓噴射系統(tǒng)（HPI）的聯(lián)合研發(fā)。雙方合作進展非常順利，兩家公司從專業(yè)交流和燃油噴射與燃燒技術(shù)的研發(fā)中均受益匪淺。

　　與同種類型發(fā)動機系統(tǒng)相比，斯堪尼亞超高壓燃油噴射系統(tǒng)XPI實現(xiàn)了更高的噴射壓力，在正時和噴射壓力方面提供了更多選擇。該噴射系統(tǒng)除已在墨西哥生產(chǎn)外，2009年還在位于瑞典南泰利耶的斯堪尼亞新廠投產(chǎn)。

　　3.3SCR技術(shù)

　　為了確保動力性能更強的V8發(fā)動機有足夠的冷卻能力，斯堪尼亞采用SCR技術(shù)來實現(xiàn)歐IV排放標準。采用SCR技術(shù)的汽車可以在AdBlue基礎設施完善的地區(qū)運營，或者采用車載足夠的尿素液體運營。

　　如前所述，SCR是一種尾氣后處理技術(shù)，需要有基于尿素的添加劑（AdBlue）來降低排放。AdBlue需要在汽車加油時補充，并需要額外的容器來盛放。

　　AdBlue被噴射到尾氣中以確保在催化器中進行的化學反應，催化器被集成到消音器中。這種技術(shù)主要用來降低NOx排放。

　　斯堪尼亞已經(jīng)開發(fā)出一種專利的計量系統(tǒng)來確保SCR系統(tǒng)全天候正常運行。SCR技術(shù)在高速公路高速運行、高發(fā)動機負荷和高的車總重條件下效率非常高。這種技術(shù)在油耗方面，與EGR技術(shù)相比稍有優(yōu)勢，這一優(yōu)勢可以彌補AdBlue消耗的成本。

　　總體運營成本方面，包括AdBlue，SCR歐IV發(fā)動機的成本類似于斯堪尼亞EGR歐Ⅲ發(fā)動機。

　　3.4歐V及以后發(fā)動機技術(shù)升級

　　在歐V排放標準生效以前，由于歐洲部分國家對歐V車輛給予稅收優(yōu)惠和過路費優(yōu)惠，故斯堪尼亞在2005年就推出了歐V發(fā)動機，當時的機型采用SCR后處理技術(shù)。

　　到2009年歐V標準生效之前，斯堪尼亞全系列歐V發(fā)動機面世，它們的技術(shù)路線既有SCR，也有EGR。這其中包括采用改進燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)動機平臺，該平臺發(fā)動機采用EGR技術(shù)、超高壓燃油噴射系統(tǒng)XPI和可變截面的兩級冷卻渦輪增壓器（VGT，如圖8），這種組合技術(shù)可以被用到所有發(fā)動機上，包括V8發(fā)動機。一種免維護的催化轉(zhuǎn)換器被集成到這些發(fā)動機的消音器之中。

　　面對歐V以后更嚴格的排放法規(guī)（歐Ⅵ），斯堪尼亞采用EGR、SCR和高壓共軌組合系統(tǒng)來應對。斯堪尼亞認為，在未來的一段時間內(nèi)，EGR和SCR技術(shù)還有能力讓排放進一步降低。與此同時，這家公司還在開發(fā)更多新的技術(shù)面對未來。比如均質(zhì)充氣壓縮點燃著火HCCI技術(shù)作為斯堪尼亞的儲備技術(shù)正在全力研發(fā)中，一旦這一技術(shù)成熟，顆粒物和NOx排放會同時降低。此外，斯堪尼亞還在研發(fā)如下技術(shù)：

　　（1）優(yōu)化燃燒方面：a）增大燃油噴射壓力；b）多次噴射；c）可控的增壓壓力；d）優(yōu)化燃燒室設計。

　?。?）后處理方面：a）氧化催化器；b）被動再生顆粒過濾器；c）主動再生顆粒過濾器。

　　3.5斯堪尼亞重型柴油機產(chǎn)品主要參數(shù)及尾氣處理方案

　　斯堪尼亞歐IV、歐V和EEV卡車用發(fā)動機系列主要參數(shù)及尾氣處理方案參見下表8～表10。

　　*注：HPI——高壓共軌；PDE——高壓泵噴嘴，下同。