一、柴油机技术路线
二、轻型柴油机特点
1，轻型柴油机外特性运行区域：
2，轻型柴油机特点：
三、轻型柴油机排放开发过程
四、国四阶段排放开发
1，燃烧系统设计总体方向
在国IV国V期间，发动机燃烧系统改善工作主要集中在如下方面：
● 提高喷射压力以及控制柔性；
●提高EGR冷却效率、各缸分布；
●优化增压器，尤其是与EGR的耦合；
●优化燃烧室与油嘴匹配；
●降低压缩比。
2, FIE系统选择
1)最高喷射压力的选择:国IV—1400-1600bar, 最高喷射压力的提高同时有利于最大功率的提高以及燃油经济性的改善.
2)喷射次数:国IV—2-3次喷射; 国V---5次喷射◆早期预喷射，降低燃烧噪声、新型燃烧过程控制
◆预喷射，降低噪声、NOx及HC排放
◆主喷射，获得发动机输出功率
◆后喷射，高负荷时的碳烟控制
◆过后喷射，控制排温，加浓废气(激活后处理系统)
3、EGR系统开发
轻型柴油车排放控制，EGR系统是机内净化的关键，EGR与推迟喷射相结合降低Nox排放，折中考虑排放、燃油经济性及成本；
1)使用管束式冷却器；
2)改善EGR各缸的分配，对于EGR率提升了的国IV排放控制很重要；
3)国V阶段EGR冷却器旁通阀需要考虑，降低冷机阶段的HC；
4)EGR冷却系统设计需注意：EGR冷却器可靠性问题；EGR冷却对于整个冷却系统的影响；
EGR混合腔设计优化改善各缸分配均匀性
4、EGR冷却系统带来新的失效模式
1）失效模式：EGR冷却器开裂原因分析：EGR冷却器局部沸腾，冷却不良，导致管束变形和开裂；需改变发动机冷却液流量分布，改善EGR冷却器冷却，进出口冷却液温差控制在10°C以内。
2）失效模式：发动机进气系统零件的腐蚀原因分析：EGR中的SO2在水蒸汽发生冷凝时可以以亚硫酸形式溶于凝结水，需改善气门导杆防锈设计，优化冷机阶段EGR率
5、增压系统
1）轻型柴油机增压系统匹配的主要特点：
● 适应发动机小型化，BMEP大幅提高；
● 宽广的转速范围；
● 中低转速部分负荷区域实现大EGR率；
● 常用区域为中低转速&负荷；
● 用户对加速响应 要求提高。
2）性能模拟工具在增压器匹配中的应用
6、燃烧室优化
趋势：更宽更浅；
油束落点位置通过试验来进行确认；
7，发动机本体设计-机油消耗的控制
1）机油消耗主要途径：机油参与燃烧有两种形式：缸内燃烧或者排气道燃烧。
2）机油消耗控制目标：机油燃烧导致颗粒和冷机状态下HC升高明显，机油中的不可燃烧灰分在DPF中积累造成堵塞，机油消耗需要进行严格控制：国IV阶段，机油消耗<0.1%；国V阶段，机油消耗<0.05%。
3）降低机油消耗的几项措施加强缸体刚性，减少缸体变形
优化活塞环组件设计
通过活塞系统动力学分析，同时优化活塞火力岸、环岸、裙部型线和活塞配刚间隙
五、国V开发策略
1，国V开发主要挑战
●DPF标定应用经验不足，存在一定的可靠性风险；
●发动机排放散差要求更严，对零部件制造以及装配提出更高要求，发动机管理系统也需要考虑更多的策略来弥补零部件固有散差；
●Nox降低加上排气背压升高，燃油经济性恶化，需要考虑其他措施弥补
2，国V-DOC+DPF
优点：被动再生好、再生油耗低、气流分布均匀。
缺点：背压高。
优点：车底空间大布置容易、气流分布均匀，背压低。
缺点：排温低、被动再生弱、再生油耗高。
●对于当前皮卡&SUV车型，综合考虑后处理使用性能以及布置，建议采用紧耦合DOC+
底置（DOC+DPF）方案，同时尽量将DPF布置在靠近发动机涡轮增压器处，以提高再 生效率。
●综合考虑发动机可靠性、成本、再生效率等因素，轻型柴油机趋向于使用FIE系统后喷方式进行再生。
3，生产一致性控制
4，油耗降低技术
在满足排放法规同时，降低燃油消耗将成为今后内燃机技术发展的更大推动力。
1）发动机小型化：减少摩擦损失；运行工况点向低油耗转移
2）低压EGR系统可行性研究
优势：大幅提高EGR率，减少后处理成本；提高发动机热效率；挑战：瞬态控制；管路污染控制。
总结
●国IV排放技术路线成熟，国III期间老的发动机机型平台通过以上所述增压系统、FIE系统升级等措施可以达成国IV排放升级；
●燃油经济性问题逐渐成为引领内燃机技术升级的主要驱动力，国V期间为了考虑排放、燃油经济性、成本、NVH等指标良好折衷，发动机小型化有显著成效；
● 升级到国V，主要难题是DPF标定应用技术准备不够充分，标定周期长；