1、研究的背景及意义

近年来，随着国民经济快速发展对物资需求的稳步增长，公路建设规模不断扩大及货运车辆技术水平的不断提高，中国公路货物运输行业进入黄金发展阶段。重型商用车因其载运能力强、灵活性好、运输成本低、购置成本低以及燃油经济性好等优点在公路运输中发挥着重要作用，成为公路运输系统中的中流砥柱。 但是当前，环境保护、交通限行禁令、柴油价格上涨及道路使用费用提高等问题严重困扰着交通运输业。商用车制造商及其合作伙伴以满足当今欧洲最严格的商用车和大型客车废气排放标准为目的，开发强化环境友好型车辆作为对这些挑战的回应。

现在，商用车制造商已成功使新型强化环境友好型汽车用发动机满足自2009年10月1日起生效的更为严格的欧Ⅴ排放标准，主要是进一步降低了欧洲瞬态循环（ETC）动态试验中的颗粒（PM）排放量。针对未来欧Ⅵ排放标准限值的要求，商用车制造商把注意力集中到废气再循环（EGR）与以尿素为基础的选择性催化还原（SCR）相结合的排气后处理技术上。未来，在优化运输效率时，制造商不再局限于发动机，而且还要考察整个动力总成系统和整车。虽然汽油机的燃油耗与柴油机基本持平，而且若纯粹从物理方面来看，先进汽油机的效率仍有进一步提高的空间，但是，柴油机作为商用车动力装置，始终具有宽广的发展前景。

瑞典Scania公司已在新型R 系列车型的基础上开发出具有3500Nm扭矩和537kW功率的最强劲新型商用车，这种柴油机的新型结构能承受较高的爆发压力，但仍保持了原有单缸气缸盖，以及位于气缸体上部的高置式凸轮轴和位于发动机后端的正时齿轮等特色。2015年，共轨喷油系统将取代迄今为止仍在商用车柴油机和中速柴油机上使用的泵喷嘴和泵-管-嘴系统。在近2年中，共轨喷油系统可达到的最高喷油压力已从210MPa提高到250MPa。前不久，已开始开发最高喷油压力可达到300MPa的液压增压喷油系统，它面临材料特性，以及即使在大批量生产时仍确保满足极小制造公差要求等方面的严峻挑战。同时，出于质量和外形尺寸方面的原因，这种燃油压力的增压是在共轨中进行的。发动机缩缸强化也是当今商用车发动机的发展趋势，同时重型商用车发动机缩缸强化仍必须具有较高的发动机比功率。为此，必须有针对性地采取机内措施，在实施欧Ⅳ和欧Ⅴ废气排放标准时，大多数商用车制造商（Mercedes-Benz、Daf公司)选择基于尿素SCR技术，这种技术能在不损害功率并同时降低燃油耗的情况下，满足更为严格的排放限值。MAN公司和Scania公司均采用EGR与DPF相结合的方案，这样可以不再需要使用附加的尿素水溶液。这种方案使用较高的EGR率，直至全负荷时EGR率可高达40%。

载货汽车技术发展趋势是高速化、重型化、大功率、柴油化、环保化、高档化、电子化。其发展重点是经济化性、动力性、环保性、安全性、舒适性和可靠性。

2、发展现状

（一）国外的现状

近几年来，世界发达国家的各商用车制造企业纷纷投巨资研制新一代产品，通过采用高新技术，最大限度地提升载货汽车的产品技术水平。入戴-克、沃尔沃、雷诺、曼、达夫、斯堪尼亚、依维柯等汽车公司，其主导产品在舒适性、安全性、动力性、经济性、环保性、可靠性等方面具有明显优势，处于国际先进技术水平。

由于世界各国环保意识日益加强，为了减少大气污染，美国、欧洲、日本等国纷纷提升其排放法规。美国将实施Tier II排放法规，欧洲于2005年10月1日实施欧IV排放法规，因此在商用车上，为了满足严格的排放法规，在整车和发动机上要采用新技术，才能满足要求。

世界商用车内燃机技术发展趋势是柴油机化。它是建立在柴油机技术进步和发展的基础上。现代车用柴油机的振动、噪声、排放指标已达到与汽油机相同的水平。柴油机采用多气门技术、涡轮增压中冷、废气再循环、电控高压喷射、废弃后处理（氧化还原转化器、选择性还原催化转化器、微粒捕集器）等技术，使柴油机动力性、经济性、环保性达到了较高水平。