随着新的废气测试规范的执行，柴油发动机汽车生产厂家在执行新标准方面也遇到了一些新的障碍。对此，工程技术服务公司FEV研究了许多不同的解决方案并对最有前途的解决方案进行了评估...

最新通过的柴油驱动轿车废气测试技术法规突然对OEM汽车生产厂家提出了新的、严峻的挑战。其中就包括因更加严格的法律法规框架条件、变化了的行驶特性以及提高了的车辆动态性能(WLTC世界轻型车测试程序，RDE真实行驶排放)和更多的考虑了环境条件、地形因素的影响而明显扩大了与废气排放有关的发动机工作范围。

为了完全满足上述整体要求的同时也考虑到长期一来为人所知的一系列二氧化碳排放目标值，就要解决许许多多的技术问题：除了效率优化了的、有着很低未处理排放值的燃烧方式之外还需要非常高效的氮氧化物后处理系统和性能更加强大的柴油发动机控制系统。

尤其是在柴油发动机实际工作运行时提出的、利用车载尾气检测设备PEMS系统进行检测的辅助要求则对柴油发动机设计师们提出一个更加复杂的难题。这里的原因是：目前的测试条件与柴油发动机真实的工作条件、与AGN废气后处理系统真实的工作条件有着很大的差异。因此，这也就为实现适合于整车使用的、经济高效的系统解决方案这一目标方面有着很强的研发需求。

在当前使用的发动机后氮氧化物减排方案大体可以分为两大类。一类是紧凑型的NSK存储式氮氧化物催化器系统解决方案，特别是在重量级较低的车辆中。另一种是所谓的基于尿素的选择性三元催化器，大多数情况下这种系统都适用于重量级的车辆。

将来，无论柴油发动机废气未处理前的排放值水平如何、排放的废气温度如何、废气气流量的多少，可靠的、长久的保证较低的氮氧化物排放量则是一项必尽的义务了。

优化了的燃烧方式

相比较，燃烧方式优化了的、又有着较高废气增压压力的柴油机配置方案在较宽的发动机工作特性范围内有着更低的未处理前废气排放值。在降低未处理前氮氧化物排放值时，不同的AGR废气回用增压技术的组合应用是非常有益的：与传统的、需要冷却的高压AGR废气回用增压器配套使用的是一个在发动机其他工作特性曲线范围内适用的、同样也需要冷却的低压AGR废气回用增压器。

FEV公司为柴油发动机研发的DeNOx-AGN系统

为了更好的覆盖可能出现的发动机高瞬态工作要求，内部的增压器=通过可变气门控制技术=结合基于模块化的调节算法语言可以获得更大的调节自由度。通过这种 AGR增压器的智能化就能够明显的降低NOx氮氧化物未处理前的排放量了，也明显的改善了后续废气处理系统的工作条件了。

根据未来废气排放的一系列要求，也可以将迄今为止的两套氧化还原和废气后处理系统组合在一起使用，构成一个氧化还原-和废气后处理(DeNOx-AGN)系统;由于NSK存储式氮氧化物催化器已经能够存储较低温度的氮氧化物了，因此在低温工作范围内对降低氮氧化物的排放是有益的。在发动机工作的中、高温度范围内，SCR选择性三元催化器可以发挥其很高的效率：效率值超过了90%。

这一大有希望的、紧接在废气涡轮增压器排气口后由有着SCR选择性氧化还原催化剂涂层的柴油颗粒过滤器(SDPF)和NSK存储式氮氧化物催化器组合而成的解决方案是由工程技术服务公司FEV在长期坚持不懈的努力研究、测试中开发出来的。

为了能够最佳的控制NSK仓储式氮氧化物催化器和SCR选择性三元催化器两大系统的协调合作还在发动机控制系统的AGN废气后处理模块中专门开发了新的发动机控制调节功能。发动机控制调节中最重要的改进就是：NSK存储式氮氧化物催化器工作控制用的盘片模式(Scheibenmodell)、用于预测NSK 催化器后尿素质量流量的尿素模式(Ammoniak NH3-Modell)以及一个协调NSK-SCR后处理系统的状态协调器。

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PEMS车载尾气监测是最新的废气测试规范中重要的环节

为评估这一废气后处理系统的性能，FEV公司的工程师们还在测功机上按照不同的法定检测循环对这一系统的性能进行了测试;例如按照WLTC、RT595、 FTP-75和HWFET进行了测试。这一系统的氮氧化物排放值不仅低于WLTC标准的规定值而且也低于最严格的RT595标准规定的欧六EU6d标准值。按照FTP-75和HWFET标准检测的结果同样也表现了很低的排放值。在进行一些细节的改进甚至可以满足美国的Sulev3D标准规定的极限值，获得美国的认证证书。

补充的真实行驶排放RDE测试

为实现、满足欧盟真实行驶排放的要求还要在法定标准路况条件下的用PEMS车载尾气检测系统进行真实行驶排放值检测。在可以重复再现的、具有可比性的行驶条件下保证氮氧化物排放值合规性系数在0.38和0.69之间。

附加测试表明：不同交通条件、不同驾驶条件下变化很大的动态加速对氮氧化物排放有着非常强的影响。

“首次测试的结果是非常不同的;同时它也表明：现代化的高效柴油发动机结合高效的AGN废气后处理系统具有很大的潜力;也能够在真实行驶的条件下实现很低的氮氧化物排放。”FEV工程技术服务公司负责柴油发动机轿车的专家Joschka Schaub先生解释说道。

这种由NSK存储式氮氧化物催化器与SCR选择性三元催化器组合而成的AGN废气后处理系统的另一个优点是：相比较有着更加经济的AdBlue尿素消耗量≤0.5l/1000km;这也就大大的减少车主自己添加尿素的次数了。

为了能够在动态变化很大的行驶状态下有着稳定的排放值，在上述AGN后处理方案中可以为低压AGR废气涡轮增压器补装一个气道调节机构。除了进一步彻底的降低了未处理前的氮氧化物排放量之外，FEV公司研发的FEV Direct NOx气道调节器能够可靠的保证：有效的缓解因高动态负载/转速变化带来的影响，从而把高动态负载、高转速变化对AGN综合后处理系统的波动影响降低到最小程度。

利用本文所介绍的解决方案为现代化的柴油发动机提供了足够的潜力来满足严格的废气排放指标;不仅仅在实验室中能够满足这些严格的废气排放指标而且也能够在真实的公路上满足这些严格的指标、能够保证在真实的交通环境中降低二氧化碳排放、改善空气质量。