车用柴油机的市场发展趋势与技术动向

自2019年起，日本国内对总质量超过3.5 t的全部新款重型汽车开始执行于2016年制定的废气排放法规。在欧洲地区，各国政府针对2020年及以后生产的新车型制定了CO2减排标准。就重型汽车而言，自2018年开始执行的实际道路行驶排放(RDE)限值要求正在逐步收紧。在该背景条件下，未来柴油机技术的开发重点是进一步改善燃烧过程，以此降低废气排放及燃油耗。在开发废气后处理技术的过程中，采用了集成式高压及低压废气再循环(EGR)管路技术，并进一步改善了带尿素喷射的选择性催化还原(SCR)系统，同时推进了针对发动机小型化与低燃油耗技术的开发进程。以2019年日本国内市场的新型柴油机研发成果为例，论述了柴油机的市场发展趋势及技术动向。

0 前言

在日本国内，研究人员针对乘用车制定了全新的燃油耗标准:至2030年，要求整车燃油耗相比2016年改善32.4%。就重型柴油车而言，自2016年起，日本国内已开始执行于同年制定的废气排放法规。自2019年起，日本国内针对总质量超过3 500 kg的全部新款重型汽车执行了于2016年制定的废气排放法规。此外，研究人员还制定了针对重型汽车的全新燃油耗标准：货车燃油耗需要改善13.4%，客车燃油耗需要改善14.3%。

自2017年起，欧洲地区的乘用车已采用了实际道路行驶排放(RDE)法规。研究人员基于该法规，设定了针对氮氧化物(NOx)的排放标准限值。至2019年，据相关设定，法规限值应为台架试验限值的2.1倍以下。从2020年起，研究人员将限值设定为台架试验法规限值的1.5倍以下。此外，研究人员还设定了2020年及以后的新车CO2减排目标，该目标主要针对乘用车与厢式货车。至2025年，CO2总排放量相比2021年应降低15.0%。至2030年，乘用车的排放量相比2021年应减少37.5%，厢式货车的排放量应比2021年减少31.0%。在从2018年开始执行的RDE试验中，针对重型车的要求正在逐步加严。为此，研究人员也制定了针对重型车的CO2减排目标。至2025年，CO2排放应比2019年减少15.0%。至2030年，CO2排放应比2019年减少30.0%。

在美国，加利福尼亚空气资源局(CARB)针对至2024—2027年重型车的NOx排放法规限值要求进行了研究，同时也对美国环境保护局(EPA)在2027年时应统一执行的排放标准进行了研究。加利福尼亚州政府对温室气体(GHG)排放法规进行了研究，并从2021年起将开始执行被称为阶段2(PhaseII)的法规。

1 日本国内柴油机市场动向

1.1 市场概况

1.1.1 乘用车柴油机

2019年，三菱汽车公司销售了配装于运动型多功能车(SUV)的4N14型柴油机。该款发动机的排量为2.2 L。目前，部分由欧洲汽车制造商生产的柴油机已在日本国内市场正式推出。

1.1.2 商用车柴油机

2019年，UD卡车公司开始销售排量为7.7 L的GH8型柴油机，并意图将该款柴油机配装于重型柴油车。此外，根据政府规定，重型柴油车需要满足2016年制定的废气排放法规要求。

1.2 新型柴油机的技术特征

1.2.1 三菱汽车公司

三菱汽车公司推出的4N14型柴油机(图1)可充分满足欧六d-TEMP排放法规要求，并适用于日本国内汽车市场。由于研究人员采用了相关技术，可有效降低活塞曲轴系的惯性质量与滑动阻力。除此以外，研究人员还为其配备了减压机构。该机构可对发动机液压系统进行调节，最多可减少约27%的摩擦损失。在转速为1 500 r/min的条件下，最多可减少约6%的燃油耗。在2 000 r/min的转速下，最多可降低燃油耗11%。同时，研究人员为该款发动机的排气后处理装置配备了带尿素喷射的SCR系统。

1.2.2 UD卡车公司

2019年，UD卡车公司推出了GH8型柴油机(图2)。该机型是1款与Volvo公司共同开发的7.7 L发动机，并可同时满足日本国内市场的燃油耗限值与废气排放法规要求。相比重型车燃油耗标准，该款机型的燃油耗改善了5%。配装了该款发动机的全部车型均采用12档电子控制式自动变速器(ESCOT-VI)，其驾驶性能与配装了排量为11.0 L发动机的车型处于同一水平。此外，随着小型化技术的不断推行，配装有该款机型的重型货车的底盘质量减轻了约320 kg。

2 世界各国的汽车市场发展动向

2.1 市场概况

2.1.1 乘用车柴油机

在欧洲地区，为满足欧六d-TEMP排放法规而开展的相关工作目前已告一段落。为满足自2020年开始执行的欧六d排放法规的柴油机也开始陆续投放市场。Mercedes-Benz公司上市销售了可满足欧六d排放法规的OM654q型柴油机(图3)，该机型的排量为2.0 L。同时，VolksWagen公司也销售了可以满足欧六d排放法规的EA288 2.0 TDI Evo型柴油机，其排量同样为2.0 L。为了满足在RDE排放法规要求下逐步加严的NOx标准限值要求，研究人员为该类机型配装了SCR系统。在美国，GM公司推出了Duramax型直列6缸柴油机。该款机型排量为3.0 L，可配装于具有高功率、大扭矩及低燃油耗要求的全尺寸轻型客货两用车。FCA公司销售的EcoDiesel V型6缸柴油机，其排量为3.0 L。

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