轨压和EGR率对柴油机性能的影响

基于一台采用EGR+DOC+DPF+SCR(EGR为排气再循环系统;DOC为柴油机氧化型催化器;DPF为柴油机颗粒捕集器;SCR为选择性催化还原)技术路线的欧Ⅵ排放柴油机,研究轨压和EGR率对柴油机经济性的影响,其中经济性分析以综合油耗为指标,综合油耗包括油耗、尿素消耗和再生消耗的柴油。研究表明:随着轨压升高,NOx排放升高,碳烟(Soot)排放降低,柴油机有效燃油消耗率(break specific fuel consumption,BSFC)变好,综合油耗出现拐点;不同轨压变化时,EGR率对柴油机排放的影响变化一致,随着EGR率的升高,NOx排放降低,Soot排放升高,BSFC变差,综合油耗变好,当EGR率在18%左右时,综合油耗最佳。同时,与非EGR路线的欧Ⅴ柴油机进行经济性对比,EGR路线对BSFC有一定程度恶化,综合油耗并没有恶化。     

柴油机颗粒捕集器特性测试评价

为了满足柴油机颗粒物(particulate matter,PM)排放标准的要求,应用微粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)对柴油机排放的PM进行捕集并再生。对涂覆前后DPF的压差、不同工况下的被动和主动再生速率、压降特性及极限情况下的累碳量等进行测试评价。研究结果表明:相对于白载体,涂覆后的DPF压差略为增加;在氧化催化器(diesel oxidation catalyst,DOC)作用下,DPF捕集的碳颗粒较易发生被动再生,连续再生速率随着温度升高而提高;温度为400℃时,累碳速率和被动再生速率达到动态平衡,超过600℃时发生主动再生;在降怠速情况下测试累碳量,并通过轻型车排放测试规程(world harmonized light vehicles test cycle,WLTC)进行排放试验验证,结果表明,DPF对PM和粒子数量(particle number,PN)的捕集效率满足工程目标要求。     

高原环境下增压柴油机耦合DPF的性能仿真

基于GT-Power建立带柴油机颗粒捕集器(DPF)的增压柴油机一维仿真模型,研究了DPF在不同海拔下对增压柴油机动力性、经济性及排放特性的影响,同时研究了不同海拔下DPF的工作特性,并采用3种不同型式的载体进行了仿真对比.结果表明:高原环境对增压柴油机低转速工况性能影响较小;高原环境下,增压柴油机中、高转速的动力性、经济性下降明显;中、高转速工况下,随着海拔升高,增压柴油机碳烟和CO排放均增加,NOx排放降低;不同海拔下,DPF对增压柴油机动力性、经济性影响较小,海拔为0 km与4 km条件下DPF对增压柴油机原始排放均影响较大;DPF压降随海拔上升而增加,高原环境对低转速工况下DPF捕集效率影响较小,中、高转速工况下,DPF捕集效率随海拔上升而增加;不同型式载体的DPF工作特性随海拔变化的表现具有一致性,高目数和非对称结构载体有利于降低DPF压降和增大载体容灰量.     

柴油机EGR和微粒过滤器的试验研究

采用废气再循环(EGR)技术与微粒过滤器(DPF)同时降低了柴油机NOx与PM的排放;基于宽范围氧(UEGO)传感器的闭环反馈控制EGR系统,在不同工况下,通过试验方法确定柴油机的空燃比及其它性能参数与EGR率的关系,寻找最佳EGR率,得出了最佳EGR率与空燃比的关系;对于微粒过滤器主要进行了再生的试验研究,通过对加热器的结构和辐射盘上流通孔分布的优化后,研究了再生所用的废气量对再生温度的影响.试验结果表明,闭环控制的EGR系统标定后,在对柴油机的动力性和经济性影响比较小的前提下,大幅度降低了发动机的NOx排放;微粒过滤器系统经过合理的再生优化,再生温度能控制在900℃左右,再生效率能达到80%以上.     

颗粒捕集器后喷油催化再生性能的研究

为改善柴油机的排放性能,针对解决该问题最有效的后处理技术颗粒捕集器(DPF)再生展开了相应的研究,围绕实现颗粒捕集器再生的局限性,提出了利用电控单元(ECU)累积颗粒数实现后喷油催化再生的解决方案,以IVECO宝迪客车为例进行了3种工况的道路试验,验证了该方案的可靠性.     

NTP技术降低柴油机PM排放及低温再生DPF的研究

针对柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)传统再生方法的缺陷,根据低温等离子体(non-thermal plasma,NTP)放电理论,探索了NTP低温再生DPF技术。从化学反应动力学角度探讨了基于NTP技术的DPF再生反应机理,并利用现代测试分析技术研究了NTP对颗粒物(particulate matter,PM)质量粒径分布、微观形貌、碳结构及表面官能团演变的作用规律。建立NTP技术再生DPF的试验系统,对已捕集PM的DPF进行再生试验研究。通过监测PM的氧化分解产物CO、CO2的体积分数和DPF的内部温度,结合DPF的背压变化,研究不同再生初始温度下的PM氧化分解特性和DPF再生特性,并考察NTP技术对DPF再生的安全性。研究结果表明,NTP技术可有效分解柴油机排气中的PM,显著降低DPF的再生温度,且无需催化剂。这为DPF再生提供了新的研究途径。     

柴油机排气后处理技术的现状与发展

阐述了当今柴油机降低NOx和PM排放的各种后处理技术.介绍了同时降低NOx和PM的DPNR技术、SCRTR技术及低温等离子体技术,分析了这些技术的主要原理.简要介绍了德国EMITEC公司的PM-METALITTM颗粒捕集器及德尔福的DEC/LNX技术.指出了同时降低NOx和PM的后处理技术将成为未来研究的热点.     

双级尿素-选择性催化还原系统对柴油机排放特性的影响研究

为满足国Ⅵ排放标准,提出并开发了双级尿素(urea)-选择性催化还原(selective catalytic reduction system,SCR)系统及控制策略,并针对该系统在柴油机上的NOx排放特性及对柴油颗粒捕集器(DPF)被动再生的影响进行了台架验证。结果表明:冷态国际统一瞬态循环(WHTC)双级urea-SCR系统NOx转化效率达到89.2%,比单级urea-SCR系统提高了5.4%,冷起动NOx排放显著降低;热态WHTC双级urea-SCR系统NOx转化效率达到99.3%,比单级urea-SCR系统提高了3.0%;对双级urea-SCR系统尿素喷射量采用闭环控制策略,热态WHTC下DPF平衡点碳载量仅比单级urea-SCR系统提高了0.2g/L,DPF被动再生效果几乎未受影响。     

船舶柴油机颗粒物排放法规及控制技术发展

介绍了国内外船舶柴油机颗粒物排放标准以及IMO黑炭新规的进展,指出:船舶柴油机颗粒物排放控制将成为船舶柴油机行业的重点研究方向之一;黑炭测量方法的研究非常迫切。介绍了可同时降低柴油机NO_x和颗粒物排放的SCRF技术(即将SCR催化剂涂覆在DPF上)。对高、中、低速船用柴油机排放颗粒粒径和数量浓度的分布特性进行了研究,并根据研究结果建议:在开发船用柴油机颗粒捕集器时,应根据颗粒粒径分布特性,适当调整过滤体微孔直径或增加再生频率。     

国六柴油机铜基催化剂劣化规律及评价

在发动机台架上,利用柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)主动再生方式,模拟铜基催化剂热老化环境,对比不同温度(特定工况)、不同老化时间下催化剂的转化效率、NOx排放量,研究铜基催化剂的劣化规律;制定在发动机台架上考核铜基催化剂劣化的试验方法,并基于催化剂在不同温度点NOx转化效...     

Effects of a DOC+DPF system on emission characteristics of China Π engineering vehicle diesel engine and influence factors of trapping efficiency of PM for DOC+DPF system

To evaluate the emission characteristics of engineering vehicle diesel engine effectively and find a suitable emission control strategy, the emission characteristics experiment of China ?? engineering vehicle diesel engine was conducted with and without DOC+ DPF. The experiment took high-idling, low-idling, and free-acceleration as testing conditions, and used NanoMet3 particulate analysis system to measure PM mass concentration, number concentration and mean particle size. The gaseous emissions (NOx, NO₂, CO, HC) were analyzed by flue gas analyzer Testo350. The results showed that the PM emission characteristics of engineering vehicle diesel engine improved observably under three different conditions With DOC+ DPF. PM mass emissions reduced by over 85%, and PM number emissions were more than reduce of 90%. The metabolic characteristics of PM mean particle size were sample A < sample B < sample C and high-idling < low-idling < free-acceleration. NOx concentration was not influenced obviously by DOC+ DPF, but NO₂/NOx value increased. Besides, DOC+ DPF made CO emissions decreased by 85% and HC emissions decrement between 50%~80% under different conditions. DOC + DPF could improve the emission characteristics of engineering vehicle diesel engine efficiently, which was easily affected by diesel quality and equipment working hours.     

废气再循环在增压柴油机上的应用分析

为了降低车用柴油机的NQ排放，分析了不同工况下EGR率对柴油机性能的影响。通过试验了解：采用EGR可以有效地降低NQ排放，大负荷比小负荷效果显著。并对控制最佳EGR率的电控脉谱系统提出了初步的探讨。     

基于GT-Power的进气节流EGR系统对柴油机性能影响的分析

利用GT-Power软件建立具有进气节流装置的6100涡轮增压柴油机仿真模型。在此基础上计算分析了进气节流EGR系统对柴油机的EGR率、燃油经济性和排放性能的影响。研究结果表明：通过加装进气节流阀,可以有效地增加柴油机各工况下的最大EGR率,进一步降低柴油机的NOx排放,但由于进气节流降低了柴油机的充气效率以及EGR的作用,因此会对柴油机的燃油经济性和微粒排放造成不利的影响。     

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。     

冷、热EGR对柴油机性能、燃烧及排放特性的影响

为在保持柴油机动力性和经济性能的同时有效改善其排放性能,在一台4缸柴油机上针对6、12、24mg循环喷油量的负荷工况(记作低、中、高负荷)对比研究了冷、热废气再循环(EGR)对性能、燃烧及排放特性的影响。结果表明:EGR的引入减少了新鲜进气量,整体上延长了滞燃期,减缓了燃烧放热速率,降低了压力升高率;热EGR提高了进气温度,使低负荷时的碳氢化合物(HC)排放显著降低,热效率提高,而高负荷高EGR率时由于过量空气系数偏低引起了热效率的明显降低,对最大压力升高率的降低作用也弱于冷EGR;随着EGR率的提高,三种负荷下的氮氧化物(NO_x)排放均大幅度降低,碳烟排放在低、中负荷时较低,而在高负荷时则明显升高,NO_x与碳烟排放之间出现此消彼长的矛盾趋势。冷的高EGR率下的碳烟排放升高幅度减小,有效地缓解了这种矛盾。综合分析低、中、高负荷下的热效率及排放,低负荷时为提高热效率宜采用热EGR,高负荷时为降低过高的压力升高率并兼顾热效率则更适合采用冷EGR。     

废气再循环在增压中冷柴油机上的试验研究

为了降低车用柴油机的NOx排放,分析了不同工况下EGR率对柴油机性能的影响。通过试验了解到,采用EGR可以有效地降低NOx排放,大负荷比小负荷效果显著。并对控制最佳EGR率的电控脉谱系统提出了初步的探讨。     

生物柴油在非道路用柴油机上的实验研究

本文以非道路用186FA柴油机为研究对象,进行了生物柴油和0#轻质柴油经济性、排放性能对比实验。实验结果表明,186FA柴油机不需要改装就可以使用生物柴油。柴油机燃用两种燃油时,相同的功率条件下,生物柴油热效率提高。燃用生物柴油有利于降低CO、HC、颗粒,但是NOx排放会增加。生物柴油在非道路用柴油机上有广阔的应用前景。     

EGR/EGC技术结合系统降低柴油机排放的研究

对柴油机的排放尾气NOx，CO，HC和PM等进行全面分析，探索设计了一套由EGR（废气再循环技术）和EGC（发动机机外废气净化技术）结合的系统，EGR技术可以有效降低NOx的排放，机外废气净化技术技术可以在有效除去PM的同时降低HC，CO的排放，该系统能在较宽的转速和负荷范围内有效降低废气排放，解决同时降低NOx与PM排放的矛盾，废气排放全面降低。     

灰分分布系数对柴油机性能的影响研究

通过构建柴油机耦合柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)的一维热力学仿真模型,研究了灰分分布系数对柴油机性能的影响,并重点分析了灰分分布系数对柴油机系统热效率的影响.结果表明:炭载量为6 g/L,灰分量为33 g/L时,DPF压降和捕集效率随灰分分布系数增加而上升;随着灰分分布系...