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國六動力性提升 康明斯是如何實現的?

【卡車之家 原創】福田歐馬可S系列國六載貨車型已經在深圳等地批量上市了,其國六產品的迅速布局,很大程度上要得益于康明斯的技術儲備。福田康明斯輕型動力ISF2.8/3.8/4.5,早已被輕、中卡用戶所熟知,進入國六階段后,該機型命名調整為康明斯F系列發動機排量不變,分別為F2.8/3.8/4.5。

國六動力性提升 康明斯是如何實現的?

歐馬可S3新車搭載康明斯F2.8國六發動機

國六,之于許多終端用戶也許只是車輛尾氣排放上的改變,而對主機廠和發動機廠商而言,要實現這一比國五嚴苛得多的新標準,意味著產品要有一次較大的技術更新,而且相比國五階段,國六發動機在動力特性上也有所變化,并影響用車的經濟性和后期維護。

●  康明斯的后處理技術應用

國四階段,康明斯ISF發動機就有SCR(選擇性催化還原)和EGR(廢棄再循環)兩種技術路線,采用任意一種都能達到國四排放標準,所以康明斯ISF國四發動機有SCR機和EGR機之分。

到國五階段,大多數發動機采用SCR后處理技術,康明斯也不例外。除此以外,康明斯ISF國五發動機還有采用“DPF+EGR”技術路線的機型,兩年前這款產品已經能滿足較為嚴格的京五排放標準。

國六動力性提升 康明斯是如何實現的?

進入國六階段,新的后處理技術手段并沒有出現,將過去應用系統集成在一起的“EGR+DOC+DPF+SCR”成了最為普遍的技術路線,我們把這種發動機叫作“國六EGR機”,另外還有“國六非EGR機”——即只有“DOC+DPF+SCR”,也就是康明斯F系列國六發動機所采用的后處理技術路線。

國六動力性提升 康明斯是如何實現的?

康明斯F系列國六發動機后處理裝置

從過去的產品看,可以知道康明斯并不缺任何一種后處理系統的技術儲備,尤其是EGR——康明斯是世界范圍內最早設計并推廣EGR系統的公司,然而康明斯國六發動機采用了非EGR設計。

不管康明斯為何舍棄EGR,只從結果上看,它跳過了作為緩沖的國六a階段,直接達到了“真國六”的國六b排放標準(國六b到2023年才全面實施)。

●  非EGR設計的優點和難題?

EGR即廢氣再循環系統,作用是降低尾氣中的氮氧化物(NOx),它跟SCR系統的功能其實是差不多的,配合起來應用可以減輕SCR系統的壓力,同時也會減少尿素的使用量。

國六動力性提升 康明斯是如何實現的?

不過EGR的缺點也是明顯的,跟SCR、DPF是安裝在排氣端的后處理裝置不同,EGR是安裝在發動機機體上的(或者是與發動機一體化設計),另外系統中還需要EGR冷卻器——它讓機體的結構更復雜了。

國六動力性提升 康明斯是如何實現的?

另外,EGR會降低缸內燃燒壓力,影響發動機效率,簡而言之就是動力減弱。至于會減弱多少,這跟EGR率有關——EGR率越高,對動力影響越大。歐洲的一些重型卡車發動機,即便有EGR系統,也偏向采用較低的EGR率,用多燒尿素的方式來獲得更好的動力性,對于歐洲物流經營者來說,在確保車輛可靠性的前提下,這取決于尿素和燃油的成本差異。

國六動力性提升 康明斯是如何實現的?

康明斯國六機器采用非EGR設計,理論上可靠性和動力性都提升了,不過也因為這樣,它將尾氣處理壓力全放到SCR和DPF上——這對后處理裝置提出了較高的技術要求。顯然,康明斯是有能力解決的:F系列國六發動機的后處理系統是一體化封裝的裝置,包含“DOC+DPF+SCR”,后兩者轉化率達到了96-99%。

●  國六發動機動力性大幅提升

除了為滿足排放標準的升級外,康明斯F系列國六發動機還有一些變動。顯而易見的是,新機器采用鏈傳動,替代了過去的齒輪傳動,機油泵也轉變為鏈傳動。經過優化后,發動機怠速噪音降低。

國六動力性提升 康明斯是如何實現的?

另外,缸內燃燒技術、增壓系統等方面也作出了調整,配合非EGR設計,國六發動機相比國五階段動力性能大幅提升,同排量有更高馬力輸出,同功率的則扭矩更大了。以輕卡主流搭載的2.8L機為例,國五階段為117-148馬力(單位hp),國六階段提升到了131-156馬力。

國六動力性提升 康明斯是如何實現的?

康明斯ISF(F系列)國五、國六動力性能

值得注意的是,國六發動機輸出大扭矩的轉速范圍也變得更寬廣了,加上康明斯方面還調整了油門的響應時間,讓車輛的發力更迅速,加速和爬坡能力提升之余,油耗還因此降低。

●  后處理系統故障問題?

評價一款發動機,除了動力性和經濟性外,很大程度上還要看它的可靠性,康明斯該系列動力的口碑一直不錯,機體的耐用度是比較高的。而從整個市場上的柴油發動機看,故障率高的往往是后處理系統,無論是EGR,還是SCR和DPF。

這并非系統的穩定性有問題,而是它們都與都與燃油、尿素的品質緊密相關,所以到國六階段,我們要更加注意車輛的使用和維護,譬如DPF再生的操作方式是一定要學習的,關于這些方面康明斯已經制定了較為全面的產品使用說明。(文/黎文豪)

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福田康明斯F2.8NS6B156 156馬力 2.8L 國六 柴油發動機
排放標準:國六
排量:2.78L
最大馬力:156馬力
最大扭矩:440N.m
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