柴油机SCR系统快速老化方法研究

基于热老化原理与Arrhenius方程,开发出一种通用的柴油机选择性催化还原(SCR)系统快速老化方法,并通过试验验证了快速老化与常规老化方法的等效性．结果表明：SCR系统的NO_x转化效率下降存在显著的温度差异,快速老化使SCR催化剂损坏、储NH3能力显著下降是SCR低温工作条件下劣化显著的主要原因．全球统一瞬态循环(WHTC)下NO_x排放与SCR等效耐久里程线性相关系数为0.988,用于验证等效性的常规老化样件的WHTC试验排放测量值与拟合值的误差范围为-4.12%～3.13%,证明快速老化方法具有良好等效性．基于试验数据,该型国Ⅵ柴油机在运行0.80×10⁶～1.06×10⁶km后超越0.46 g/(kW·h)的耐久排放限值要求,在运行3.13×10⁶～3.67×10⁶km后超越1.20 g/(kW·h)的车载诊断系统(OBD)限值要求．     

机动车后处理系统快速老化技术研究

介绍了机动车不同排放后处理系统的老化机理,指出:影响TWC、DOC、SCR老化的主要因素为热老化,而影响GPF和DPF老化的主要因素为灰分积聚。介绍了汽油机TWC、GPF快速老化技术以及柴油机后处理装置快速老化技术,包括小样台架快速老化、马弗炉快速老化、DOC前喷油快速老化、DPF灰分加载快速老化、燃烧器快速老化等,并比较分析了各种快速老化技术的特点及应用情况。     

带汽油机颗粒捕集器的后处理系统台架快速老化研究

基于某1.5L增压直喷发动机及搭载相应机型的整车,开展了带GPF的后处理系统台架快速老化试验研究。将两套相同的后处理系统样件在发动机台架上基于SBC循环分别进行等效整车20万公里耐久里程的快速老化。其中一组试验中只考虑热老化,老化过程中燃油为正常状态;另一组试验中将热老化与机油灰分影响进行了耦合,老化过程中将整车20万公里消耗同等量的机油加入到燃油中进行掺烧;并分别对两组样件在老化过程中进行了灰分累积量、GPF背压、催化剂性能、整车排放等测试。结果表明：两组试验中,等效20万公里耐久里程老化后,两个GPF累灰量分别为12.1g和38.9g,灰分主要集中在GPF载体底部中间区域;GPF背压在前2-5万公里上升较快,随后上升稳定;掺烧机油老化对前级TWC催化剂性能劣化有一定的加速影响,对后级GPF催化剂性能影响不明显;掺烧机油进行老化后样件的排放劣化程度相对较大;两组台架老化样件整车排放结果都要差于实车耐久的排放结果,其中THC和CO结果差异较小,NOx结果差异较大;掺烧机油进行老化的GPF在很短等效里程中就能具有很高的颗粒物捕集效率。     

水热老化对三元催化器理化特性影响的试验研究北大核心CSCD

为探究水热老化条件对车用发动机三元催化器(three-way catalytic converter,TWC)理化性质的影响规律,利用快速水热老化试验装置对TWC样品进行了不同温度和不同空速的水热老化处理,并对老化前后的样品进行了N2物理吸附、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)、透射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)等微观表征测试分析。试验结果表明:相同老化时间下,随着温度升高,TWC的比表面积急剧减小,孔容降低,孔径增大,CeO_(2)粒径增大,催化器载体的孔道物理结构表现出一定程度的坍塌;提高老化温度,Ce^(3+)相对含量有所降低,储氧能力等化学性质变化明显。相比温度,空速变化对TWC的物理结构影响较小,提高空速,Ce^(3+)相对含量升高,储氧能力增强。在水热老化过程中,温度是TWC性能劣化和失活的主要因素。     

润滑油在加速老化下对cGPF耐久性的影响研究

涂覆型微粒捕集器(cGPF)技术是满足汽油车国六标准排放要求的主要技术之一,该技术在应用中存在的难题就是与润滑油适配的耐久性差.研究了 2种不同润滑油配方在发动机加速老化后cGPF的耐久性,并进行了汽车及发动机的排放试验.为了模拟热老化、灰分和soot加载达到汽车行驶2×105 km以上的水平,提出了新的发动机加速老化...     

催化型汽油机颗粒过滤捕集器催化剂设计与应用性能研究

基于某市售1.6L汽油缸内直喷(GDI)发动机轿车,进行底盘式汽油机颗粒过滤捕集器(GPF)/催化型汽油机颗粒过滤捕集器(CGPF)设计和性能研究,研究了不同涂覆量、涂覆工艺和贵金属含量设计对GPF/CGPF催化剂冷流背压、涂层形貌的影响,从而设计出低背压CGPF催化剂样品。通过对配备有国六标定系统的GDI汽油车进行系列全球统一轻型车测试循环(WLTC)工况排放试验,分别考察了加装底盘式GPF、CGPF及不同贵金属载量CGPF对尾气后处理排放的影响,并与采用原装紧密耦合式三效催化剂(TWC)时的排放性能进行对比分析。结果表明,加装GPF或CGPF配置,会对造成排气系统背压提升,但油耗变化不大;采用紧耦合式TWC+底盘式GPF/CGPF后处理集成净化系统,可有效解决单TWC布局下颗粒物数量(PN)超标问题;使用CGPF可在保证颗粒物捕集效果同时,较好发挥对气态污染物的处理作用,并使各个指标满足国六b排放要求;使用CGPF的催化剂后处理系统进行多次WLTC工况预处理运行,可有效提升其对颗粒物的捕集能力,使PN捕集效率从76.38%跃升至97.00%。     

满足美国EPATier4排放要求的非道路动力技术研究

首先以现有非道路机型4B2系列柴油发动机为基础机型,通过本体的优化设计后,将燃油系统从机械泵升级为电控高压共轨系统,并同时采用废气再循环(EGR)技术以及尾气后处理装置(氧化催化转化器(DOC)+颗粒氧化还原转化器(POC)),以满足美国环保局非道路车辆用柴油机排放标准第4阶段(EPA Tier4)排放限值的要求。     

国五重型柴油车实际道路排放试验研究及优化

基于重型柴油车排气污染物车载测量方法(PEMS)和技术要求,选择一台匹配3.76 L柴油共轨发动机的重型厢式卡车,对比研究了原车方案、配备进气节流阀方案和增加排气管包裹方案的道路NO_x排放差异,并最终确定满足HJ 857-2017国五车载排放标准的最优方案,以及分析研究最优方案拓展到变型车和其他项目的可行性并得出工程应用规范。试验结果表明:该车型在同样的测试条件下,由于发动机是基于ETC排放循环开发的,原车方案在低速低负荷区域为获得较好的油耗性能NO_x排放未得到较好的优化,实际道路排放测试结果不符合车载法要求;配备进气节流阀方案可以获得最佳的实际道路NO_x排放性能,但会牺牲一定的经济性,同时增加车辆成本;相比节流阀方案,仅采用排气管包裹方案可以满足车载法要求,且不影响原车性能。     

满足非道路国四排放标准的大功率柴油机技术

某型大功率柴油机的排放值不满足非道路国四排放法规的要求,为此,对该柴油机燃油喷射系统、燃烧系统、增压系统和后处理系统进行优化设计和匹配。优化喷油策略,使柴油机的PM、CO和HC排放降低到非道路国四限值以下;安装选择性催化还原系统以降低NO_x排放。标定试验结果表明,升级后的柴油机满足非道路国四排放法规要求。     

基于耐久老化测试过程催化器储氧量变化规律的车辆排放控制方法研究

为满足GB18352.6国六第二阶段排放法规中排放污染物控制装置20万公里耐久性试验要求,对国六B实际行驶污染物排放(Real Drive Emission, RDE)项目整车耐久试验中的催化器状态变化及世界轻型汽车测试循环工况(World Light Vehicle Test Cycle, WLTC)试验中的排放物变化趋势进行分析,结合催化器老化及排放恶化机理,研究了一种针对耐久老化催化器的排放控制方法。基于分析研究及排放试验结果,得出结论:催化器老化后排放物恶化的一个原因为催化器内部活性成分持续不断地下降,另一个原因为储氧量的降低导致催化器最佳催化转化窗口发生微小变化。通过调整发动机软件标定以针对性地优化转化窗口,验证发现经过优化后的催化器主要气态排放物的排放水平显著降低。