我国商用车行业发展迅速,成为国民经济的重要支柱产业,随着商用车数量的与日俱增,由汽车产生的排放污染问题不容小觑。众所周知柴油机凭借着大功率、低油耗、高可靠性等诸多优势,广泛地配套于商用车领域,但同时作为商用车排污的主要贡献者,柴油机也受到广泛的关注。为了限制商用车排放,以欧洲、北美、日本等为代表的国家纷纷制定严格的排放法规,成为产品销售的准入门槛,对于各柴油机生产企业而言,如何开发出满足未来排放要求的发动机成为企业未来生存与发展的重要因素。由于对排放法规和各种后处理技术研究不透彻,国内众多发动机厂商对轻型、重型柴油机技术路线选择混乱,例如不同应用领域排放路线盲目套用、后处理过渡配置、未能对现有产品进行充分排放升级潜力评估而直接开发新产品,以及盲目跟从国外产品技术等现象比比皆是,造成企业研发资源严重浪费,增加产品成本,制约了企业发展,阻碍了内燃机技术的进步。由于燃烧方式等不同,柴油机的碳氢化合物和一氧化碳排放量较少且容易控制,污染物以氮氧化物和颗粒为主,国Ⅲ排放以前,只需通过机内净化手段即可。但国Ⅳ排放以后,单纯的机内净化以无法满足排放,需增加后处理技术研究。而后处理关键技术仍掌握在国外企业中,我国目前处于起步阶段,尚以产品引进应用为主,制约了柴油机行业的发展。因此,从原理上对发动机本体机、废气再循环系统(EGR)、以及选择性催化还原系统(SCR)、柴油氧化性催化器(DOC)、颗粒氧化型催化器(POC)、柴油机颗粒捕集器(DPF)的控制策略的研究与应用显得十分重要。本文课题以研究轻型、重型柴油车排放控制技术及其使用范围为研究目标,另辟蹊径,从发动机脉谱图分析角度出发,结合各种后处理技术特点,制定N1类和N2商用车在国Ⅳ、国Ⅴ及欧Ⅵ的技术路线,并从理论上提出欧Ⅵ无EGR的可行性。在WP12重型柴油机基础上进行产品开发、匹配与标定,采用理论分析、试验研究、数值模拟等方式对规划的欧Ⅵ无EGR路线进行分析与论证。主要研究内容包括:轻型和重型商用车发动机排放关键控制区分析、各种排放控制技术(如EGR、SCR、DOC、POC和DPF等)最佳使用工况分析、轻型和重型商用车技术路线规划、以及采用WP12对欧Ⅵ规划技术路线进行验证及验证。研究表明,在现有产品平台基础上,本体机不做大的改动,采用无EGR路线可满足欧Ⅵ排放,同时也论证了从发动机脉谱图角度来研究排放控制策略的方法可行。本文的研究结果对柴油机排放技术路线选择起到一定的参考作用,对延长现有产品的生命周期和节约研发成本有一定指导意义。