借助于移动式的检测仪器设备使得博世公司能够在车辆行驶过程中分析和改进柴油机的氮氧化物排放量

博世公司的工程师们采取了两项措施实现了道路测试中平均每公里13 g氮氧化物排放的目标。首先，他们在冷起动条件下测试 “未处理废气的排放”情况，因为在检测循环的冷起动阶段发动机会产生相当多的氮氧化物排放。在这一测试的同时应尽可能快地使催化器升温到正常工作的温度。第二步就是尽可能保持测试车辆的废气温度在200℃以上，从而保证排气后处理系统的最佳工作状态，特别是SCR选择性催化系统能够处于最佳工作阶段。 为实现这些目标，就要对动力总成的一些硬件进行改进，但并非全新的技术。这一测试方法的基本前提是：至少符合欧6排放标准的发动机和配有SCR选择性催化系统。此外，博世公司还改进了废气涡轮增压器，使其在部分负荷工况下具有很快的响应速度和很好的工作性能。在高压和低压废气再循环系统的帮助下，确保形成快速响应的空气循环系统，以满足驾驶人的不同负载和驾驶环境的要求。

在这套系统中还有一个关键技术便是安装在发动机、排气系统和环境中采集系统中所有检测试验数据的各种传感器。博世公司的排气系统包括了三个部件：在靠近发动机端的SCR选择性催化器和柴油颗粒过滤器以及排气系统后端起辅助作用的第二个SCR选择性催化器，如图所示。除了这些硬件以外，作用最大的则是全新开发的软件。令人称奇的是所有上面的这一切仅需主机厂多付大约100欧元的成本。 博世公司的这种理念需要一整套技术解决方案，而且真要在上市新车中测试其效果最早也要两三年以后了。目前，像梅赛德斯这样的OEM已经考虑在新款柴油动力总成中使用这一技术。其他OEM若要将柴油发动机的排放水平提升到博世公司当前测试的水平，还要花几年时间、投入数百万欧元研发新一代柴油发动机才能实现。

另一方面，OEM是否愿意承担这样的投资风险更是需要决策层认真考虑的事情了。 博世公司在测试阶段有着自己的一套方法。所有测试方案甚至大大超过了刚刚实施的RDE（Real Driving Emission）真实行驶排放标准。为了满足严格的RDE标准或者更严格的要求，博世公司还增加了两种路况驾驶模式。一个是模拟“伦敦交通”环境。在这种工况下，系统要经历冷起动，催化器工作温度不足等工况。此外，测试还模拟大量走走停停的驾驶条件。不仅如此，为了模拟冷起动后很快的全负荷加速行驶的情况，博世公司还专门设计了一个测试循环，并考虑了可能采取的措施带来的不同差异。例如，在冷起动后至催化器达到工作温度之前这一间隔中，工程师采用了发动机“后燃”的技术。后燃有助于减少氮氧化物的形成，虽然后燃明显降低发动机效率，但能快速提高排气的温度。而补充的二次燃油喷射又确保了更热的废气。

图  试验样车的排气系统带有两个SCR选择性催化器和保温层

在试验测试中，博世公司使用的是大众汽车EA 288型柴油机，配的是现有的排气阀。公司对这款柴油发动机做了一些小的改动。也就是在低压废气再循环系统（AGR）中利用挡板提高了排气背压，虽然这样做会使发动机效率有些降低，但是却能够很快提高柴油机的排气温度。 在柴油机达到工作温度之后，最重要的是保证在低负荷和滑行工况下都将排气温度保持在200℃以上，只有这样SCR选择性催化器才能最佳地工作。博世公司的应对策略是当被测柴油机处于滑行工况时可以通过关闭节气门来减少未燃烧的冷却空气吸入量，减少催化器的降温。关闭节气门时的动力损失是必须付出的代价。此外，博世公司在保持高压和低压废气再循环系统的温度时还采用了其他多种多样的控制调节方法。

有得必有失。采取了这些热管理措施之后会对燃油消耗量有很小的一点影响。根据公司的计算：在特殊的低负荷或走走停停的行驶状态下燃油消耗量会增加4%~6%。但从各种不同驾驶方式总体情况来看，总燃油消耗的增加量应该可以控制在4%以内。由于催化反应的选择性增强了，因此催化还原添加剂的消耗量也有所增加。据公司计算，车用尿素的消耗量为每千公里为1~1.5L左右。 博世公司认为：柴油机测试的“热管理技术”还有几种方法可以进一步改进。当前，公司正在研究如何在车辆冷起动或是在低负荷行驶时通过可变气门控制和带有废气门的涡轮增压器来进一步降低热损失。在排气系统中，将SCR选择性催化器与储存式催化器结合起来使用也可以进一步改善氮氧化物的转化。除此之外，还有一种方案就是在第二个SCR选择性催化器前端增加一个二次加注车用尿素的方案也是可行的。这样就可以在颗粒过滤器再生期间更加可靠地完成氮氧化物的转化了。最后，博世公司还计划进一步改进控制和调节系统，例如开发新的软件算法。 博世公司深谙“有所为有所不为”的道理。他们认为不应直接对催化器进行额外的加热。究其原因，博世公司发现这一措施不会影响原始排放量的多少。其次，根据公司的介绍：这一措施比发动机内部改进完善的措施要消耗更多的
燃油。