DPF主动再生过程中缸内远后喷策略对柴油机排放及DOC升温特性的影响

在一台高压共轨柴油机上,研究了用于颗粒捕集器(DPF)再生的缸内远后喷策略对发动机排放、油耗率及柴油机氧化型催化器(DOC)升温特性的影响。结果表明,碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)排放浓度均随后喷油量的增加而升高,HC排放浓度随着后喷定时的延迟先升高后稳定,而CO排放浓度则先升高后降低;氮氧化物(NOx)和碳烟排放均随后喷定时的延迟呈现先降低后升高的趋势,远后喷的引入使NOx排放降低了9.8%~24.0%,NOx排放浓度随后喷油量的增加而降低,而碳烟排放浓度在后喷定时小于70°时随后喷油量的增加而降低,在70°后则相反;后喷油量为14、17mg,而后喷定时在上止点后80°~140°范围的远后喷工况下,DOC后排气温度均可达到DPF主动再生温度600℃;DOC能量利用率随后喷油量的增加而升高,随后喷定时的延迟先升高后保持稳定,后喷定时在80°~140°范围内的DOC能量利用率保持在62.73%~75.75%之间,且在上止点后100°时刻达到最大能量利用率。研究结果为缸内远后喷DPF再生及其控制策略的发展提供了有价值的理论依据。     

降低小型柴油机排放的试验研究

从生物混合燃料成分、燃烧室结构和排气再循环等方面探索降低柴油机排放的方法。通过对柴油机排放性能的大量试验研究,结果表明:对于直喷式柴油机,生物混合燃料的NOx排放与柴油的排放基本相当,碳烟排放则比柴油有较大幅度的降低,而涡流室柴油机,NOx的排放量却有大幅度的降低,碳烟排放则比直喷式柴油机有更大幅度的降低,生物燃料的添加比例对NOx的排放影响不大。柴油机采用排气再循环技术后,混合燃料的碳烟排放仍比柴油少,混合燃料可以承载一定的EGR率而不增加碳烟排放。排气再循环可以大幅度地降低NOx排放且与EGR率有关,与燃料的性质关系不大。涡流室柴油机采用生物燃料和排气再循环,可以同时降低NOx和碳烟的排放,排放效果非常优良。     

EGR+DPF系统降低柴油机的排放

柴油机具有良好的动力性和经济性,汽车柴油机已成为发展趋势,但柴油机NOx和颗粒(PM)的高排放成为制约柴油车发展的因素之一。随着机动车排放法规的日益严格,降低NOx和颗粒的排放成为现阶段柴油机汽车的主要研究课题。废气再循环(EGR)技术是现今降低柴油机NOx排放的有效方法之一,应用颗粒捕集器(DPF)可以有效的降低尾气中颗粒的排放。本文介绍了EGR技术和DPF技术的原理、特点,对不同工况下EGR对NOx排放进行了分析,同时对不同工况下颗粒捕集器的再生效率进行了研究,结果表明适宜的EGR率和颗粒再生效率才能同时降低柴油机NOx和PM的排放。     

燃料挥发性对柴油机性能及排放的影响

针对不同的发动机热状态及压缩比，试验研究了燃料物化特性对柴油机稳态及过渡工况下性能、排放的影响规律。应用自行开发的柴油机过渡工况控制系统及排气采集装置，模拟车用柴油机实际工作时的加速状态，对具有相同十六烷值但有不同挥发性能燃料的HC排放特性进行了研究，利用气相色谱仪对HC排放成分进行了分析。研究结果表明，采用挥发性好的燃料，可有效降低排气烟度，提高有效热效率，在发动机热状态不好及压缩比较低等燃烧条件恶劣、HC排放高的情况下，可有效地降低HC排放。     

喷油器参数对柴油机排放性能的影响

通过对比试验分析研究了喷油器喷孔直径、启喷压力、垫片厚度等对CY6102BZQ型柴油机排放性能影响,为今后其他机型的开发研制提供理论依据和经验,可供同行参考。     

国Ⅳ柴油机SCR后处理系统结晶体成分分析

使用气相色谱质谱联机、红外光谱、核磁共振和热重质谱联机等设备对采用SCR技术路线的国Ⅳ柴油车尾气管出现的结晶体进行成分分析.溶剂溶解性试验表明,结晶体是有机与无机化合物的合成体;显色反应试验结果表明,结晶体内含有两个或两个以上肽键的化合物;GC-MS分析结果表明,结晶体中含有尿素、三聚氰酸、氨基甲酸酰亚胺(缩二脲)、1,2肼二甲酰胺(联二脲)、脲基甲酸乙酯和亚胺二甲酸二乙酯.加热试验结果表明,结晶体加热后能产生氨;红外分析结果显示.结晶体内含有铵盐、仲胺盐、硝基(-NO2)、甲基(-CH3)、亚甲基(-CH2-)等一种或几种官能团;核磁共振结果表明,结晶体内含有双键及亚甲基;热重质谱联机的结果表明,结晶体内含有碳、氧、氨基、氨、氢氰酸、氮、氨基氰、异氰酸、氰酸和酰胺等分子或离子.ICP-MS的试验结果显示,结晶体吸附或与排气中的物质参加了反应.综合所有试验结果,推断出结晶体内的主要成分为尿素及三聚氰酸,从而认定结晶体是由于尿素起喷温度低造成的.     

车用增压柴油机瞬态性能及排放模拟

为使柴油机排放能够满足越来直工严格的排放法规要求,不仅要研究稳态工况下的排放性能,同时要研究瞬态工况下的排放性能。由于汽车在行驶中工况变化频繁,其排放问题相对稳态工况而言更为严重。作者建立了一个增压柴油机气缸内燃烧的准维模型,将其与增压柴油机瞬态工作过程模型相结合,用来预测增压柴油机瞬态工况下的综合性能及排放变化规律,根据所建模型编制了模块化的鬃态性能模拟程序,通过计算,表明此程序有较好的预测能力,并且有较强的通用性,易于扩充,修改和继承。     

冷EGR技术对柴油机性能及排放的影响

通过在不同转速和负荷工况下进行的冷EGR试验,研究了冷EGR技术对降低柴油机NOx排放的有效性,同时对比分析了EGR开启和关闭时对柴油机性能和排放的影响.试验研究表明:冷EGR技术除了可以有效降低柴油机的NOx排放以外,还将对柴油机的进气流量、燃油消耗率、烟度、排温以及HC,CO等排放物产生影响,且这种影响随着EGR率和工况的不同而变化.     

商用车柴油机DOC＋POC后处理技术介绍

随着国内环境问题的日益突出,汽车尾气排放限制法规要求也越来越严。根据最新的环保部消息,商用车国四排放法规将于明年7月1日正式实施。众所周知。国四排放法规对排放物的限制较国三阶段更加严厉,如果不通过后处理技术对尾气进行处理,一般很难达到排放法规要求。本文简单介绍了后处理技术之一的DOC＋POC技术。     

掺混PODE对DOC+CDPF氧化及再生特性的影响

在高压共轨柴油机上研究了使用掺混20%聚甲氧基二甲醚的柴油(D80P20)对搭载柴油氧化型催化器(DOC)和催化型颗粒捕集器(CDPF)的后处理装置(DOC+CDPF)的影响,包括小负荷时的低温氧化特性和大负荷时的颗粒物加载和再生特性.研究表明:小负荷工况下在1400~2000 r/min内,DOC和DOC+CDPF对柴油排放的CO转化效率平均分别高达70%和90%,而对D80P20排放的CO转化效率则仅近19%和36%,燃用柴油时DOC和CDPF后端的排气升温现象较为明显,低温氧化特性优于D80P20;在大负荷低速工况下,燃用D80P20时,DOC前/后两端排气氧质量分数以及NO2排放均明显高于柴油,但CO原始排放和不透光烟度显著低于柴油.因而DOC+CDPF对D80P20的CO、PM氧化放热量较低,DOC后端温升明显低于柴油.此外,大负荷下DOC+CDPF对D80P20排放的CO净化效率和PM氧化再生效率高达近100%,DOC+CDPF前/后端压差峰值仅是柴油的1/3,其可显著降低CDPF的堵塞风险,减少主动再生频率.     

非道路柴油机排气后处理的试验研究

本文着重阐述了通过对贵金属含量不同的催化器后处理排放对比试验,以降低CO,THC,同时分析对PM的影响因素.     

重型柴油机SCR后处理系统尿素喷射电子控制单元开发

针对重型柴油机尿素选择催化还原(SCR)后处理系统,开发了尿素喷射电子控制单元(DCU),包括硬件平台与控制策略的设计开发。该电子控制单元采用高速16位单片机,具有结构紧凑、工作可靠的优点。通过采用基于发动机MAP图和实际工况的稳态和瞬态修正控制策略,使所匹配的柴油机尿素SCR后处理系统达到重型柴油车国-Ⅳ或更严格的排放标准。     

重型柴油机SCR排放试验分析

为了满足国Ⅴ标准,采用了DOC+SCR系统对柴油机排放进行有效控制。采用一套气助式系统,在ESC/ETC/WHTC三种循环方式下进行了多重试验验证,得到了相应试验工况的排放数据,较原机排放有了很大提升,证明了该系统在重型柴油机减少排放方面的实用价值。     

柴油机后处理器消声性能分析

应用一维热力学分析软件对某柴油机组合式后处理系统进行建模仿真,基于仿真分析结果并根据相关消声知识对组合后处理系统结构进行优化改进。分析改进后的消声性能,计算相关传递损失和插入损失。结果表明:改进后传递损失在大部分频谱范围内均有明显上升,上升范围为6～20 dB;插入损失由28.01 dB提高到28.5 dB,提高1.75%;排气背压差为由24 kPa降低到16 kPa,降低33.33%。消声性能提高,压力损失降低,发动机实际工作性能得到提高。     

非对称孔结构载体对DPF及柴油机性能的影响研究

运用GT-Power建立柴油机整机耦合柴油机颗粒捕集器(diesel particle filter,DPF)的模型,研究非对称孔道结构DPF的压降特性及其对柴油机整机性能的影响。研究结果表明:随着进/出口孔道比例增加,碳烟容量增大,DPF压降降低,但过度增大进/出口孔道比例会使出口孔径过小而造成压降升高;柴油机加装洁净DPF时,柴油机各项性能指标随进/出口比例增加而降低,但随着DPF碳烟和灰分沉积量的增加,柴油机各项性能指标随进/出口比例增加均有所改善。DPF进/出口孔道比例为1.3时,柴油机综合性能最佳。     

后处理技术降低柴油机NOx排放的研究进展

介绍了两种降低柴油机NOx排放的后处理技术:稀薄氮氧化物捕集技术LNT和选择性催化还原技术SCR.具体分析了两种技术的反应机理、工作过程和性能影响因素.阐述了将以上两种技术综合应用,可以满足今后更为严格的排放法规.     

双级串联DOC+POC柴油机排放特性研究

为了应对"特京五"对颗粒物数目的要求,在一台满足国Ⅳ标准柴油机上,以国Ⅴ柴油原排试验结果为基准,对一组氧化型催化器(DOC)+微粒氧化催化转化器(POC)后处理和两组DOC+POC后处理串联时热态全球统一瞬态循环(WHTC)的气态污染物和颗粒物排放结果进行了对比研究。结果表明:单组DOC+POC的净化能力为颗粒物质量降低63%,颗粒物数目降低23%;两组DOC+POC串联可使颗粒物质量降低74%,颗粒物数目降低79%,并可以避免一组DOC+POC方案时颗粒物数量浓度瞬时排放超过原排的现象。采用两组DOC+POC串联方案时,燃用国Ⅲ柴油的排放结果与国Ⅴ柴油的排放结果基本持平,表明两组DOC+POC串联后处理方案可以克服燃油品质变差对颗粒物排放带来的不利影响。     

DOC对柴油机颗粒物排放影响的试验研究

基于柴油机台架试验,在一款柴油机上加装了DOC装置,研究了DOC前后颗粒数量浓度、DOC前后颗粒SOF含量和活化能变化趋势。研究结果表明:DOC能降低核模态颗粒数量浓度和积聚态颗粒数量浓度,但随着转矩增加,DOC反而会使积聚态颗粒数量浓度增加。DOC对颗粒总数量浓度的影响随柴油机转矩的增加呈现先降低后增加的趋势。在转矩为50N·m和100N·m工况下,DOC能使颗粒SOF组分含量降低,使颗粒的表观氧化活化能升高。此外,排气颗粒的表观氧化活化能随SOF含量的增加整体上呈下降趋势。