吸附还原催化系统降低稀燃汽油机NOx排放试验研究

采用NOx吸附还原催化器和传统的三效催化器组合而形成的新型催化转化系统,在一台改装的产品四气门电控燃油喷射准均质稀燃汽油机上进行了催化技术降低稀燃汽油机NOx排放的试验研究.试验结果表明当t稀t浓=200 s20 s时,仅用NOx吸附还原催化器或三效催化器位于吸附还原催化器之后的催化器布置可以使稀燃汽油机的NOx排放降低到300×10-6左右,降低62.5%,而三效催化器位于吸附还原催化器之前的催化器布置可以大幅降低稀燃汽油机的NOx排放,达到50×10-6左右,降低93%.而且随着t稀t浓绝对时间的减小,稀燃汽油机的NOx排放浓度降低.稀燃汽油机转速和负荷增大,NOx排放浓度增大,NOx催化转化率CNox减小.     

利用Ir-ZSM5分子筛催化剂控制稀燃汽油机NOx排放的试验研究

为控制汽油机稀燃NOx排放,对Ir-ZSM5分子筛催化剂在实际稀燃排气条件下进行了试验研究．试验结果表明,应用Ir-ZSM5催化剂,可以实现CO对稀燃NOx的选择催化还原反应．在空燃比为15～20时,空速为30000／h时,NOx最高转化效率可达50％～80％,并且具有较宽的高活性温度窗口．随着空燃比的增加,NOx转化效率减小．Ir-ZSM5催化剂对HC、CO也可以实现较高的转化率,有望应用于当量空燃比条件,从而降低空燃比控制精度．该催化剂尤其适合稀燃汽油机的需要．     

稀燃汽油机空燃比电控系统研制

NOx吸附-还原催化转化器可以高效地净化稀燃汽油机的NOx有害排放物。为了配合稀燃NOx吸附-还原催化转化器的正常工作，稀燃汽油机需周期地工作在浓燃和稀燃之间，这就需要空燃比控制系统不仅可以任意设定浓、稀燃的空燃比大小，而且还可以任意设定浓、稀燃的间隔时间长短。本文介绍了稀燃汽油机空燃比电控系统的研制情况。     

降低准均质稀燃汽油机NOx排放的电控系统研制

为了配合稀NOx吸附-还原催化转化器的正常工作,开发了一套稀燃汽油机电控系统.该系统不仅可以任意设定汽油机浓、稀燃的空燃比大小和间隔时间长短,而且可以使稀NOx吸附-还原催化转化器在稀燃时,控制汽油机按稀燃状态运行;而在浓燃还原再生过程中,电控系统自动调小节气门开度和点火提前角,使得汽油机对外输出的扭矩稳定.将该系统应用于一台丰田8A-FE16气门EFI汽油机,实验结果表明,研制的稀燃电控系统,达到了设计的要求.     

吸附还原催化系统降低稀燃汽油机NOx排放模拟与实验

在分析NOx吸附还原催化器在稀燃吸附和浓燃还原过程所进行的化学反应后,依据开发的稀燃汽油机新型稀NOx吸附还原催化系统和在典型稀燃工况卞催化后的实验数据,编写了CHEMKIN软件输入气体成分文件,并进行了模拟计算.结果表明:计算与实验结果具有很好的一致性;发动机排气流量、吸附还原催化器浓、稀燃运行时间和比值大小对新型稀NOx吸附还原催化系统NOx排放具有较大影响.     

电控五气门汽油机稀燃与废气再循环性能对比研究

在一电控喷射稀薄燃烧五气门汽油机上，以稀薄燃烧汽油机电控开发系统及相应的废气再循环系统为试验平台，对五气门汽油机在各种进气模式下实施稀混合气燃烧及废气再循环时的燃油消耗率和排放性能进行了详细的试验研究，进而对本发动机的稀燃性能与废气再循环性能进行了比较，分析实施不同方法对发动机性能的不同影响效果，实验结果表明，采用分层EGR技术以后，EGR比率可达32％，稀燃和分层废气再循环都有效地降低了NOx排放，分层废气再循环对NOx降低的效果更为明显，而且降低速度更快，尤其在中、低负荷，可以使排气中的NOx降低85％～95％．对于油耗，稀燃的效果显然要好于废气再循环，在较高负荷尤为明显，稀燃可显著降低HC、CO，分层EGR对HC、CO排放降低幅度不大。     

CuAgLa多组分钛硅分子筛／堇青石整体式催化剂降低稀燃发动机NOx排放的试验研究

采用原位合成技术制作了多组分CuAgLa-TS-1/堇青石整体式催化剂,通过选择还原法降低稀燃汽油机NOx的排放.试验结果表明,不需额外添加还原物质,而采用稀燃发动机自己排放的HC和CO等作为还原物质可以对NOx排放进行选择还原.在排气温度为450 ℃左右、空速为28 500 h-1时,多组分分子筛催化剂的最大NOx转化效率为33.3%,较Cu-TS-1分子筛催化剂有所降低,但其维持较高的NOx转化率排温窗口较为宽广,区间可达80 ℃.经H2预还原后,多组分CuAgLa-TS-1稀燃催化剂对NOx的转化效率较未还原的催化剂的活性稍有提高,但耐久性变差.     

降低稀燃汽油机NOx排放技术进展

节能和环保的要求，使得稀燃技术越来越受到人们的重视。然而，由于稀燃的富氧燃烧，使得NOx排放降低较小。介绍了国内外降低稀燃汽油机NOx排放技术的进展情况。     

电控汽油机燃用中低比例甲醇汽油的试验研究

因电控汽油机具有空燃比自适应控制功能,将中、低比例甲醇汽油用作汽油机的燃料时,电控系统可以将混合气的实际空燃比维持在理论空燃比附近,从而能够保持汽油机平稳运转。本文对电控发动机燃用M25和M50甲醇汽油的动力性、燃油经济性和排放进行了试验研究,结果表明发动机的动力性与燃用RON93汽油时基本相当,以比能耗为指标的燃料经济性有所提高,燃烧中的CO、HC和NOx生成量显著降低,三效催化转化器对燃用甲醇汽油时的CO和HC的转化效率较高,但因燃用甲醇汽油时排气温度较低导致对NOx的转化效率有所降低。     

甲醇裂解气发动机排放性能试验

以一台点火式电控发动机为研究对象,甲醇裂解装置安装在发动机排气管上回收废气余热,进行了甲醇裂解气在点燃式发动机上应用燃烧的排放性能试验研究.研究表明:通过甲醇裂解气在发动机上的稀燃,其动力性较之原机稍微有所下降,下降幅度仅为5%;甲醇裂解气发动机利用回收废气余热以及稀燃条件减少泵吸损失的优势,对比与原汽油机经济性有较大的提高.同时,稀燃可使NOx排放较原汽油机降低90%;与汽油机CO对比,降低了50%左右,而HC排放接近汽油;此外,甲醇裂解气发动机尾气中的非常规排放物甲醛的体积分数低于汽油机,经过尾气处理后,甲醛排放接近零排放,原机三效催化转化器对甲醛的消除有很好的效果.     

稀燃汽油机运转工况对吸附还原法降低NOx排放的影响

应用传统的三效催化器和稀燃NOx吸附还原催化器组成的新型复合尾气催化系统对稀燃发动机不同转速和负荷工况下的排放特性和燃油经济性的影响进行了实验研究．结果表明：稀燃发动机转速对其有害气体排放和燃油经济性的影响与稀燃吸附还原催化转化器稀燃运行时间与浓燃还原运行时间比值大小和绝对时间大小有关．稀燃发动机负荷大小是影响稀燃发动机排放特性和燃油经济性的主要因素,负荷越大,NOx有害气体排放浓度越高,NOx催化转化率越小,燃油经济性越好．     

DME／CNG双燃料均质压燃发动机性能试验研究

研究了二甲基醚和天然气双燃料均质压燃发动机性能和排放特性.结果表明,采用高十六烷值燃料二甲基醚和高辛烷值燃料天然气,可以拓宽均质压燃的运行工况范围.均质压燃发动机在中等负荷工况,热效率比传统压燃式发动机高.小负荷工况,采用二甲醚和大比例EGR方案可以提高热效率.和传统压燃式或点燃式发动机不同,均质压燃发动机的着火始点对经济性影响不大.均质压燃发动机的NOx排放极低,比原机降低95%以上.随着二甲基醚浓度增加,NOx排放增加,HC和CO排放降低;接近爆震燃烧区域,NOx排放急剧升高,而接近稀燃极限区域,HC和CO排放急剧升高,发动机热效率降低.     

二次喷油对点燃式可变滚流进气发动机稀燃影响的研究

利用二次喷油稀燃实验系统研究了二次喷油对可变滚流进气发动机稀燃特性的影响情况。首先，采用纯滚流可变滚流进气系统时，采用较大比例的二次喷油量可以获得更好的稀燃经济性。第二，最低油耗点所对应的喷油正时按照T1、T2和T3顺序依次提前；负荷较大时，对应的最低油耗点喷油正时也相应提前。第三，在可变滚流结构中，二次喷油可能造成局部混合气过浓．导致CO排放增加：同时．在稀燃情况下．增大滚流比可以降低发动机HC和NOχ排放。第四，增大滚流比可以改善发动机低速工况条件下的性能，但应避免机构对燃油喷注的阻隔作用。     

电控燃油喷射稀燃五气门CA1102Q汽油机试验

介绍一例汽油机多气门化改造的结果。由普通二气门ＣＡ１１０２Ｑ汽油机改造为电控、进气道喷射的五气门汽油机,在未提高压缩比的情况下,采用可变进气技术。实验结果表明：小负荷工况降低比油耗２４％ ,怠速排放降低到仅为国标限定值的１０％ ,低速及高速动力性提高１０％ ,并将稀燃工况拓宽到了９０％ 负荷范围,显示了汽油机多气门化改造的潜力。     

基于LaGrange-SUMT方法的全电控柴油引燃天然气发动机MAP优化标定技术

利用非线性规划理论，采用LaGrange-SUMT方法建立了电控发动机全工况范围内多变量、多目标的优化模型，并在全电控柴油引燃天然气发动机上进行了应用。试验结果证明，该方法可以减少优化参数的试验量，在较少的试验量基础上获得最优控制MAP。发动机的NOχ、碳烟排放明显优于欧洲Ⅱ排放标准，经济性与原柴油机相当。     

纯氢和天然气掺氢燃料发动机的试验研究

在某点燃式发动机上,试验研究了纯氢和不同比例天然气掺氢的燃烧与排放特性。结果表明：纯氢燃料燃烧快,燃烧持续期短,缸压和放热率升高率大且峰值较高,λ=1．1时,峰值压力为3．9MPa,燃烧持续期为12℃A。氢燃料的稀燃界限宽,过量空气系数λ=3时,峰值压力降低到1．7MPa,NOx排放趋于零。天然气掺氢可以改善天然气燃烧特性,拓展天然气的稀燃极限。在相同工况下,掺氢30％的混合气燃烧持续期比天然气缩短20℃A,但缸压峰值和NOx排放增加,这可以通过稀燃和优化点火提前角来降低峰值压力和NOx排放。掺氢30％的混合气可以在λ=1．857时稳定的工作,此时峰值压力降低到1．57MPa,NOx的排放小于50×10^-6。     

增压柴油机燃用天然气合成油排放特性的研究

对增压中冷柴油机燃用纯天然气合成油（Gas-to-Liquids,GTL）、柴油／GTL混合燃料的排放进行了外特性、负荷特性和欧洲ECE R49十三工况法的试验研究,并与柴油的排放进行了对比。研究表明：燃用GTL在所有工况下都能够有效降低NOx、烟度和PM,且掺混比例愈大,效果愈明显,CO和HC也有一定的改善;在ECE R49十三工况下纯GTL的NOx和PM排放分别降低了23．7％和27．6％,CO和HC分别降低了16．6％和12．9％;发动机工况对增压柴油机燃用所有燃料的排放有较大影响。结果表明GTL是柴油机有潜力的低排放代用燃料。