随着7月1日的到來，全國範圍内除北京外的大多數地區都已經開始實施國VI排放标準，而北京地區的輕型車國VI時間表則定在了2020年1月1日，并一步到位實施國VIb标準。

國六尤其是國VIb，被稱為“史上最嚴排放标準”，而對于各大主機廠來說，升級改造發動機及排氣系統從而滿足國VI排放也成為進入國VI時代之前的必須課。

其中，上汽集團在國VI标準實施前一些列國VI新車的發布頗為搶眼，半個月的時間裡包括名爵6、名爵HS等全部成型均完成了國VI發動機的更新，上汽也因此成為唯一全部車型都滿足國VI标準的中國車企。

那麼問題來了，一款車想要從國V升級到國六究竟需要完成哪些升級？升級之後的動力系統除了滿足排放标準外還會帶來哪些其它影響？帶着這些問題，汽車頭條App與上汽集團發動機工程師進行了深入的交流，看上汽對于國VI給出了怎樣的解決方案。

在了解上汽的“國VI解決方案”之前，我們先要對國VI标準進行一個簡單的了解。

國V升級國VI，尤其是國VIb，是中國曆次排放法規升級中，技術跨度、難度，最大的一次，不僅延續并加嚴了歐洲标準的基本内容，還增加了美國标準的一些考核指标，且測試工況也由NDEC、WLTC過渡到RDE。

所謂RDE是一種與WLTP相結合的是測試，在該測試中，被檢測車輛不再要求速度曲線，同時也必須在測試中覆蓋90%的歐洲路況，比如溫度、海拔、負載、坡度、風向等不同因素都被詳細規定。同時測試行程中也應包含城市（約34%）、鄉村（約33%）和高速公路（約33%）駕駛循環，且三種循環間應保持連續性。因此，RDE測試是一種比降低轉毂台架公告限值更為有效控制實際道路排放的測試方法。

從圖表中可以看出，從國V到國VIa及國VIb，三個标準對于各種排放物指标的變化。規定中包含了一氧化碳、碳氫化合物、非甲烷總烴、氮氧化合物、一氧化二氮、顆粒物及粒子數量共7個排放指标。其中國VIb相比國V在一氧化碳、碳氫化合物、非甲烷總烴、氮氧化合物四個指标限值幾乎減半，并新增了對一氧化二氮和粒子數量的要求。

其實除了國VI排放标準外，被俗稱為“咖啡法規”的乘用車CAFC(企業平均燃油消耗量)法規也是敦促車企提高發動機燃油效率、改善發動機技術的另一項标準。

在CAFC的标準中規定了每一家主機廠生産車型總量的平均油耗，而這個數值也随着時間的推移逐漸嚴格。在第三階段節點的2015年，中國的标準為6.9L/100km，而在第四階段節點的2020年，國标将降低為5L/100km，到2025年第五階段結束時将降為4L/100km。最終直到2030年第六階段将達到3.2L/100km。

那麼，面對排放量降幅達50%以上的國VIb、RDE測試以及“咖啡法規”的多重壓力下，主機廠又将如何優化升級動力總成呢？

通常而言，降低排放最直接也最原始的方式是降低發動機排量并改進三元催化器及顆粒捕集器，但這樣的做法往往會影響發動機動力并增加制造成本。但上汽名爵搭載在名爵6和HS上的1.5T國VIb發動機相比此前的國V版本除提升了排放規格，最大功率和最大扭矩也從124kW、250Nm提升至127kW、275Nm，同時整車NEDC循環油耗降幅達到6.5%。

為達到這一效果，發動機技術的提升自然是全方位改造的重中之重，而上汽所開發的“藍芯”發動機在提高燃燒熱效率、降低摩擦損失、減小泵氣損失、改善熱管理系統、減重五個層面本身就有着很好的基礎，而在此之上又針對國VIb對發動機進行了一些列的優化升級。

首先是對燃燒系統的優化，這其中包括優化氣道、燃燒室、活塞頂、滾流以及油束設計，從而形成均質油氣混合，避免過濃區，最小化濕壁，降低由diffusion flame（擴散焰）産生的顆粒排放，而優化油束布置是降低濕壁/顆粒排放的重要手段之一，從圖中不難看出，經過優化的紫色油束布局的濕壁量是三種布局方式中最小的一個。

其次是高滾流技術的使用，而該技術對于實現米勒循環和提升壓縮比以及後續外部EGR的概念起到至關重要的作用。

與上汽之前的發動機（SGE1.5T）相比，改進後的NF1 1.5T在進氣道、燃燒室masking 、活塞 頂、噴霧油束都有所變化，從而完成燃燒的升級，使得新款發動機能夠采用米勒循環以及将壓縮比從10.0：1提升至11.5：1。而NF1 1.5T所采用的米勒循環，其最主要的特征就是凸輪軸型線采用了比較小的包角，使得将氣門關閉時間大幅提前。

從圖中可以看出，非米勒循環發動機氣門關閉時間是在上止點之後，而米勒循環的關閉時間則提前至上止點之前，這樣的将對每一個沖程都帶來效率的提升，使得油耗可以大幅降低。

此外，NF1 1.5T發動機使用了新的增壓器，使得轉動慣量進一步降低，壓輪渦輪進一步優化以及放氣控制由氣動升級為電動，而在SGE1.5T發動機上是通過壓力來控制，最終帶來的效果是提升增壓器效率和低速響應。

據上汽工程師介紹，國VIb排放标準給主機廠帶來技術上的最大挑戰就在于新增的對于PN顆粒排放的限制，産生PN顆粒的原因主要包括活塞頂、氣門、缸壁處的濕壁，噴油嘴結焦，油氣混合不均勻以及增壓PFI發動機也會由于噴油量大，導緻閥門座圈，缸壁可能産生較高碳煙。

而減少濕壁的途徑除了上述的優化燃燒系統外，另一途徑就是提高軌壓，從之前的200bar提升至現在的350bar。

在10年前渦輪增壓發動機剛剛普及的時候，150bar的軌壓是主流水平，如今提升至350bar已經相比之前有了超過200%的提升，而這樣提升所帶來的效果就是噴霧的粒徑大幅下降，從而也大幅減少顆粒排放。

從圖中可以看出，軌壓從200bar提升到350bar後，噴霧粒徑可下降40%，而軌壓的提升也将減少擴散焰的出現，PN排放也随之下降40%-50%。

除了提升發動機燃燒效率外，上汽對國VIb車型的排放後處理技術也做出了多方面的升級，其中主要包括氣道噴射機型、缸内直噴增壓機型及顆粒物過濾器GPF技術的開發三個方面。

在氣道噴射機型優化中，采用了緊耦合技術，在排氣歧管采用4-2-1結構的基礎上，催化器布置緊靠缸蓋排氣道，減少了排氣熱量損失，縮短起燃 時間，顯著改善了冷啟動排放。另外在催化包的設計中，增加了載體的目數，從而增大比表面積提升催化轉化能力。

此外，上汽對新的國VIb車型的排氣系統也進行了優化，從而省去了下底盤位置催化器UFC的使用，而催化器UFC的使用會帶來成本的提升以及背壓的增加，會較大影響發動機性能，這也是上汽國VIb動力系統能夠保持動力參數不降反升的原因之一。

而在缸内直噴發動機的優化中，同樣采用了緊耦合技術，将催化器布置緊靠增壓器，減少排氣熱量損失，縮短起燃時間。而Split雙載體結構有兩塊催化劑在其中，其一是減少第一塊載體的熱慣量，縮短了起燃時間，其二是提升OBD故障診斷率，滿足了國六OBD的法規要求。

通過上述對于動力系統的優化，上汽旗下的1.5T發動機取得了國内首批國VI證書，讓發動機實現了更低排放、更高效率、設計優化及持久穩定的效果，達成了絕大多數工況下，三元催化器的轉化效率≥99%；GPF的過濾效率快速提升，車輛行駛2-3萬公裡後，過濾效率≥90%；突破16萬km排放耐久極限并具有滿足20萬km的排放耐久的潛力。

截止目前，國VI标準已開始在全國大多數地區實行，而包括名爵、榮威、吉利、大衆、本田、豐田等多個品牌都完成了國VI車型的更新。在這其中，上汽集團是第一家将國VI動力系統升級方案進行完整披露的主機廠，這也讓我們對于國VI有了更為詳盡深入的了解。

對消費者而言，升級國VI後的發動機會不會帶來車價的提升以及動力性能會不會下降則是更為關心的問題，而上汽的這次詳解也打消了這兩方面的疑惑，優化到位的動力系統可以在不使用新的顆粒物過濾器、增加成本的情況下達标國VI，同時提升動力性能，為消費者帶來更好的駕駛體驗。

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