非道路国4柴油机匹配叉车整车台架被动再生研究

通过对配套叉车的工况点进行采集,制定台架被动再生验证的试验循环工况,对发动机的被动再生能力的台架验证,并且对比了NRTC瞬态循环工况的被动再生情况。由于叉车工况的负荷率较低,排气温度也随之变低,发动机的被动再生能力不足,在52小时后需要进行主动再生,而NRTC的循环工况能够使被动再生达到平衡,DPF不需要进行主动再生。     

非道路用工程机械尾气净化产品的选择方法及使用要点

正1尾气后处理控制技术非道路用工程机械柴油机尾气后处理控制技术主要包括DOC(柴油机氧化催化器)、DPF(柴油机颗粒捕集器)、CDPF(催化型柴油颗粒捕集器)、SCR(选择性催化还原)、DPF+SCR。经过市场调查发现,在尾气后处理控制产品设计中,DOC首先要保障DPF主动再生时HC(碳氢化合物)的起燃能力,其次要保障柴油机在常规运行时NO2(二氧化氮)的生成能     

基于FIRE的DOC+DPF微粒捕集连续再生特性仿真研究

为研究柴油机后处理系统DOC+DPF微粒再生过程和再生影响因素及特性,在AVL FIRE平台建立了DOC+DPF微粒捕集连续再生系统模型,通过计算DPF后NO质量分数和DOC+DPF前后的压降两个参数,与台架试验结果对比,验证模型的有效性。仿真研究了DOC-DPF微粒再生机理和再生过程,研究了DOC入口排气温度、CO浓度、排气质量流量、V(NO2)/V(NOX)、m(NOX)/m(Soot)五个因素对再生的影响特性。结果表明:增加排气的CO浓度、DOC入口排气温度、排气质量流量、m(NOX)/m(Soot)比值增大有利于再生过程,可有效降低残余微粒浓度;V(NO2)/V(NOX)比值增加,残余颗粒浓度有降低的趋势,但残余颗粒浓度值变化不明显。     

DPF载体结构对非道路柴油机再生性能影响的试验研究

非道路柴油机对加装壁流式颗粒物捕集器(DPF)降低发动机排气污染物中的颗粒物和粒子数量做出了明确要求。DPF对降低柴油机颗粒物排放起到决定性的作用,同时其不同材料载体和孔壁厚度又对发动机排气阻力、油耗、再生性能、DTI超温风险以及可靠性产生影响。因此,DPF必须尽可能降低排气阻力,提高再生性能与捕集效率,以利于发动机油耗和排放降低。本文就DPF载体结构对柴油机的影响进行深入分析研究。     

柴油车DPF再生时排气特性研究

柴油机颗粒过滤器(DPF,Diesel particulate Filter)被公认为处理柴油机颗粒物排放的最有效措施,但是DPF再生技术有待进一步研究解决。本文对基于乙醇氧化的DOC辅助DPF再生技术的排气条件特性进行了研究,能更好寻找乙醇喷射时间点和规律,减少再生时产生的有毒气体。     

催化型颗粒物捕集器实际道路工况适配性研究

运用车载排放测试技术和车载远程监测技术,研究催化型DPF系统在实际道路工况条件下的过滤效率、再生特性和耐久性等性能。试验结果表明:催化型DPF系统能有效降低重型柴油车尾气颗粒物排放,颗粒物过滤效率可达90%以上;以商务巴士为代表的长途客车运行工况相对稳定,与催化型DPF系统适配性较好;而以环卫车为代表的市政车辆排气温度较低,不适合加装催化型DPF系统控制尾气颗粒物排放;环境温度会影响催化型DPF系统的再生效率,但适配性好的车辆受影响较小,可以满足柴油车颗粒物排放治理的需求。     

柴油机瞬态性能参数优化研究

柴油机瞬态性能的优劣关乎配套整机的动力性、经济性、排放特性,本文对瞬态工况的燃烧机理进行了探究,结合台架试验对于瞬态工况进行模拟,找出影响瞬态性能的燃烧参数的交互作用、相互作用关系。首次将燃烧分析仪安装在装载机上进行实际验证,对于整车的运行工况全程进行燃烧参数检测、记录,在整车工况进行了全局的优化标定,实现了整车试验与台架试验的交互验证。优化燃烧参数后,每小时油耗降低2.3%;烟度降低20%,更有利于DPF被动再生。装载机整机评价的各个单动作响应性都有不同程度的提升,单失速工况提升2.54%,双失速工况提升8.64%,举升加失速工况提升1.72%。     

DPF捕集效率故障诊断方法研究

随着全球排放法规的加严,柴油机对颗粒物排放的要求越来越高。目前,重型柴油机主要采用DPF(柴油机颗粒过滤器或颗粒捕集器)来减少排气中颗粒物排放。根据国六排放法规,柴油机后处理带有DPF时,必需对DPF捕集效率故障进行诊断。本文以采用BOSCH系统的某款重型柴油机为研究对象,通过分析颗粒物传感器和DPF压差传感器不同故障诊断策略,基于WHTC循环探究这两种诊断策略对DPF捕集效率故障判定的适用工况。研究发现,压差传感器法监测DPM捕集效率故障只适用于在高负荷工况与DPF堵塞故障监测及无故障车辆区分度较大的发动机,颗粒物传感器法测DPF捕集效率故障适用于绝大多数工况。     

重型车用发动机WHTC与ETC瞬态测试循环试验对比研究

针对我国原重型柴油机排放标准对道路实际工况覆盖不全面,尤其不能全面反映城市车辆长期低速低负荷状态,北京地标在原GB17691-2005基础上增加对城市用重型车的WHTC循环的要求。本文利用一台国IV排放水平的柴油机,试验分析了同是瞬态测试循环的WHTC与ETC工况点的差异,发动机负荷及工作状态的差异。总结了最终导致两个循环比排放量差异的原因,阐述了增加WHTC对改善城市车辆或发动机排放的意义,以及增加WHTC对排放后处理技术所形成的新的挑战。     

非道路柴油发动机台架循环排放试验方法研究

本文介绍了我国非道路移动机械柴油机污染物排放法规的发展现状与过程。并结合非道路柴油发动机国四排放升级主要技术路线,着重对非道路国四柴油发动机瞬态循环、稳态循环、非标准循环测试规范及结果有效性判定方法进行研究和介绍。     

非道路柴油机(37-130kW)排放控制的发展方向与趋势

非道路国四排放法规实施在即,本文简单阐述了非道路领域应用的37-130kW柴油机在非道路国四阶段的排放控制策略与手段.在非道路国四阶段,高压共轨技术是柴油机燃油系统的主流,同时必须使用后处理技术来满足法规的PN要求.合理有效控制柴油机成本,延长后处理DPF的再生周期将是该功率段柴油机在非道路领域的核心竞争力.     

柴油机DPF安装问题探讨

《非道路柴油移动机械污染物排放控制技术要求(发布稿)》规定了第四阶段非道路柴油移动机械及其装用的柴油机污染物排放控制技术要求,是对GB 20891-2014《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国第三、四阶段)》中第四阶段内容的补充。对额定功率87kw以上非道路国四柴油发动机,标准要求安装DPF后处理系统。非道路国四柴油机采用了机械泵、VE电控泵、高压共轨系统、增压中冷等技术。针对国四柴油机DPF安装时,难安装问题。通过分析,采取巧用大圆孔消除安装时产生应力的难题。     

不同路线国Ⅴ柴油机排放研究

随着人类对环境保护的不断重视,作为大中型货运车辆主要发动机的柴油机,人们对其车辆尾气排放的研究也不断增加。为了更好地研究柴油机在不同路线下的排放情况,本文在相同的测试条件下,对采用不同路线的国V柴油机进行欧洲稳态测试循环(ESC)和欧洲瞬态测试循环(ETC)试验,并对两种路线下的柴油机尾气进行了监测分析,着重对尾气中对人体危害较大的可溶性有机物(SOF)和多环芳烃(PAHs)进行了采样分析处理,对试验结果分析可知,选择氧化催化器(DOC)+颗粒过滤器(DPF)路线的柴油机尾气中含有的SOF和PAHs明显低于用选择性催化还原(SCR)路线的柴油机尾气中的含量。两种循环试验中都得到了相应的结果。     

高压共轨柴油机DOC/POC/SCR后处理系统的开发研究

本文提出了对在用的高压共轨柴油机满足国Ⅴ排放法规的技术方案。它以32.5%的尿素水溶液为还原剂,采用本文提出的DOC/POC/SCR后处理系统,通过共轨柴油车的发动机台架试验,分析了ESC循环测试下NOx的排放浓度和负荷特性下NOx的排放浓度,结果表明:若仅采用单一的Urea-SCR后处理系统,共轨柴油机排气中的NOx浓度降至300ppm左右,转化率可达到75%,只能满足国Ⅳ的排放法规要求值;而采用本文提出的DOC/POC/SCR后处理系统后,共轨柴油机排气中的CO和HC净化效果显著,NOx浓度降至180ppm左右,转化率可达到85%完全满足了当前实施的国Ⅴ的排放法规,实现了对在用高压共轨柴油机后处理系统的技术升级。     

非道路PEMS试验研究及数据分析软件开发应用

根据国家颁布的非道路移动机械及其装用的柴油机污染物排放控制技术要求,应用便携式排放测试系统(PEMS)进行整车实际工况排放测试,实现各类非道路车辆实际工作作业工况排放污染物实时采集。进行了装载机、叉车、拖拉机实际运行工况的的排放特性研究。由于非道路PEMS测试数据进行功基窗口排放计算前需要按照要求进行一系列的预处理,规则复杂,应用VS2010软件开发平台开发了非道路排放计算工具,实现有效事件筛选,功基窗口排放计算等功能,快速完成数据的处理,为非道路PEMS试验研究提供了帮助。     

重型柴油机DOC前温度对NO2生成影响性的研究

本文以某国六高压共轨柴油机器为研究对象,着重阐述对影响柴油氧化催化器(Diesel Oxidation Catalyst, DOC)二氧化氮生成的因素分析,基于柴油机台架稳态测试,进行试验验证,结果表明T4温度和排气流量是影响二氧化氮的重要因素,当T4(DOC前温度)温度不同时对二氧化氮的生成速率也会不同;当排气流量较小时二氧化氮的生成速率高一些,反之当排气流量较大时生成二氧化氮的速率会低一些。通过此次研究提高了对NO₂有效控制提升了载体的被动再生能力,延长了主动再生周期,改善了载体耐久性能。     

基于V模式的智能SCR软件开发及应用

为满足非道路国四排放标准对柴油机排气污染物NOx限值的要求,结合基于模型开发的设计思想和V模式开发流程,完成了从需求架构设计、MATLAB/Simulink建模开发、软件测试确认的智能SCR软件开发。智能SCR软件的控制策略主要包括催化器模型、前馈控制模型、氨存储计算模型、尿素量修正模型、尿素喷射控制模型等。然后将智能SCR软件与柴油机其它控制功能进行软件集成,并将生成的ECU软件刷写至非道路国四ECU。最后在试验台架上完成了多组冷机和暖机的非道路瞬态循环(NRTC循环)测试。试验结果表明:在NRTC试验循环下,NOx转化效率最高达到了94.46%,经催化还原后的NOx排放值达到了0.464g/(kW·h),低于非道路国四排放标准对排放物NOx的排放限值要求,开发的智能SCR软件可以批量应用于非道路国四柴油机。     

某国六柴油机堇青石DPF选型分析

重型柴油国六排放法规新增颗粒物数目PN限值要求,DPF的使用成为必然。DPF的选型尤为重要,其一,是排气背压的重要来源,可能影响到柴油机动力性能;其二,过滤能力直接关系PM和PN排放性能,本文以某柴油机国六开发展开选型工作,以找出最优DPF方案。     

合肥工大成功研制全国首台治理柴油机尾气装置

近日,合肥工业大学成功研制治理柴油机尾气装置-柴油机颗粒物捕集系统DPF,可清除柴油机尾气排放中的颗粒物(PM2.5)成效显著,攻克了城市柴油车辆尾气排放污染难题。该项目使用主动再生技术DPF系统,通过对柴油机排气系统进行改造,以特定材料制成壁流式的过滤通道载体,过滤捕集尾气的颗粒物,当捕集器中的颗粒物充满到设定程度后,通过特殊设计的再生设备,将捕集到的颗粒物氧化,生成二氧化碳排出。捕集器可以一直循环使用。采用该技术装置后,柴油机尾气黑烟消失,噪音降低。     

发动机排气降温装置理论研究

当前,大气污染形势严峻,日益严格的柴油车排放法规要求增加柴油机颗粒物捕集器(Diesel Particulate Filter,DPF)的应用。DPF是控制柴油车颗粒物排放污染的有效手段,但其热再生时产生的排气高达600℃以上,给周围环境带来安全隐患,尤其是仓库和易燃易爆场所。本文基于文丘里效应,通过理论分析、仿真优化,设计了一种降低DPF再生时排气温度的排气降温装置(Temperature Control Device,TCD),能大幅度降低DPF再生时的排气温度。