满足国Ⅲ排放标准的经济型柴油机的开发研究

结合具体柴油机机型,介绍了一种符合中国国情,满足车用轻型柴油机国Ⅲ排放标准的系统方案。通过对4100QBZL型柴油机关键系统进行设计改进,并用具有高泵端压力的PM型电调泵和电控冷却废气再循环(EGR)系统与之匹配,使该柴油机达到了国Ⅲ排放标准的要求,研究表明:运用"直列泵 电子调速器 冷却EGR"技术,可以实现车用轻型柴油机的国Ⅲ排放标准要求,给众多发动机企业国Ⅲ排放技术开发提供了一种参考。     

国Ⅳ柴油机EGR的控制与匹配研究

废气再循环(EGR)技术,作为一种成熟的排放控制策略,在国Ⅳ排放柴油机上已有广泛的应用,以某电控共轨柴油机为例介绍了EGR阀的结构和工作原理,以及在应用该技术的过程中如何实现EGR率的控制和EGR脉谱图的标定,通过试验对EGR系统进行了验证,表明该电控共轨柴油机能够达到国Ⅳ排放要求。     

国-Ⅳ中重型电控共轨柴油机EGR技术路线探讨

结合开发一台7L电控共轨国-ⅣEGR柴油机,从阐述EGR降低N0x排放原理出发,列举了LPL低压EGR、HPL高压EGR等几种基本类型和特点,并进一步详细讨论了EGR阀、EGR冷却器、EGR控制、后处理等系统及其零部件具体技术方案的优缺点,从而探讨中重型电控共轨柴油机达到国-Ⅳ排放、且具有达到国-Ⅴ排放潜力的优化方案.最终按选定的EGR方案试制了样机,并进行了台架试验.研究结果表明:研制的中重型国-ⅣEGR样机,完全达到了预期目标,采用先进的EGR+DOC技术完全能够达到国-Ⅳ排放要求,且经济性能够与SCR柴油机相当.     

基于EGR的国Ⅳ柴油机燃烧系统开发

在一台国Ⅲ柴油机上进行了基于EGR的满足国Ⅳ排放的柴油机燃烧系统开发。在基于VGT的EGR系统的基础上,系统研究了燃烧室参数、EGR率和喷油参数等对柴油机性能和排放的影响,确定了最终的国Ⅳ燃烧系统优化方案。研究表明,降低压缩比并对燃烧室结构进行优化,可以明显改善NOx和烟度之间的折衷;在该EGR系统上的某些工况下出现了NOx和烟度随着喷油定时的推迟而同时降低的趋势;通过综合优化,气体排放已达到国Ⅳ标准,碳烟有很大幅度的降低,十三工况加权油耗率略有降低。但采用该EGR方案会使压气机压比上升,压气机效率略有降低。该燃烧系统可在降低对后处理器要求的情况下满足国Ⅳ标准。     

基于VGT的EGR对电控柴油机影响的试验研究

在一台电控共轨柴油机上,进行了基于可变涡轮截面增压器(VGT)控制的废气再循环(EGR)对柴油机燃烧、性能和排放影响的试验研究.系统研究了VGT开度、EGR率和喷油参数对柴油机性能和排放的影响.研究表明,采用基于VGT控制的EGR系统,调整VGT叶片位置,可以改变EGR率,实现最高43.2%的EGR率,从而有效地降低NOx;在调整优化喷油参数后,柴油机的排放有了很大的改善,烟度有较大幅度的降低,经过优化,气体排放可满足国Ⅳ排放法规的要求,十三工况加权当量比油耗比原国Ⅲ柴油机降低了4.2%,但是,采用EGR方案缸内最大爆发压力明显增大.     

匹配皮卡的CA4DC2-10E3柴油机开发

匹配皮卡车型的CA4DC2-10E3柴油机以CA4DC2-12E3国Ⅲ排放电控共轨柴油机为基础,设计了冷却EGR系统,并在台架上进行了标定开发工作。整车在转毂上匹配了氧化型后处理器,同时优化了标定。试验结果表明:样车排放达到了国Ⅲ标准,整车排放循环工况百公里油耗为8.8升。     

发动机EGR气体温度测试探究

从国Ⅲ排放到国Ⅵ排放,冷却EGR一直是柴油机的主流技术方案之一。废气经EGR冷却器冷却后要控制在一个合适的温度。EGR阀前温度直接关系到EGR系统的可靠运行和发动机的性能表现,因此EGR阀前温度的准确测量尤为关键。试验表明,不同台架上测量的EGR阀前温度差异较大,台架和转毂运行的阀前温度也存在差异。而转毂运行更接近于整车道路运行状态,基于转毂运行来进行EGR阀前温度的测量能够比较准确的反映EGR系统运行的状态,对发动机的开发具有重要意义。     

各缸废气再循环率不均匀性对柴油机排放影响的试验研究

针对一台由国五升级到国六的重型柴油机原始排放(无后处理系统)超过目标设定值的问题进行研究,提出了一种通过控制各缸废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)率不均匀性来降低柴油机原始排放的方法。建立了柴油机各缸EGR率不均匀性的排放测试试验台架和测试方法,通过分析排放万有特性曲线图确定所研究的进气总管EGR率和柴油机运行工况点,用CO2法在稳态工况下测量各缸EGR率,分析各缸EGR率不均匀对排放性能的影响,确定了达到企业原始排放目标设定值的各缸EGR率不均匀性范围,实现了通过控制各缸EGR率不均匀性来降低柴油机原始排放及降低满足国六排放法规后处理系统匹配难度和成本的目的。     

基于EGR技术的船用低速二冲程柴油机增压系统匹配研究

针对采用EGR技术的船用低速二冲程柴油机在满足IMO排放法规时增压系统须兼顾多模式、宽流量范围运行的问题,基于某型低速二冲程柴油机在GT-Power软件中搭建整机及EGR系统仿真模型并校核。在此基础上研究涡轮增压器匹配、进排气旁通、废气旁通(EGB)等措施对该型柴油机TierⅢ和TierⅡ模式时性能的影响并得出系统匹配策略。研究结果表明:TierⅢ模式时,减小涡轮等效流通面积可有效恢复增压压力,但导致运行点接近压气机喘振线;引入进排气旁通则可有效解决喘振问题。TierⅡ模式时,采用EGR和EGB措施均可有效解决因涡轮等效面积减小带来的增压压力过高问题,但其中EGR方案NO_x排放较低,燃油消耗率偏高,而EGB方案燃油消耗率较低,NO_x排放偏高;综合应用EGR和EGB,即高负荷采用EGR,中低负荷采用EGB的匹配方案,可达到整机NO_x排放满足TierⅡ法规要求且燃油消耗率最低的设计目标。     

柴油机综合排放性能改善的应用研究

以SC11CK柴油机为研究对象,实现国Ⅲ排放标准为研究目标,提出了将推迟喷油时间、燃烧室优化、改变凸轮轴配气相位来进行柴油机内部EGR三项技术相结合,利用三项技术的共同作用来改善重型柴油机综合排放性能的技术方案.经试验验证,三项技术协同控制NO<,x>和微粒的排放量效果明显,并在保证原机性能的同时,改善了排放性能,达到...     

基于EGR技术的国Ⅳ重型柴油机燃烧系统开发

在一台电控重型柴油机上进行了基于EGR技术的燃烧系统开发研究,组建了基于WGT增压器的电控高压EGR系统,研究了燃烧室、喷油器、增压器、EGR率及喷油参数等对柴油机性能和排放的影响,确定了最终的重型柴油机国IV燃烧系统优化方案.结果表明:通过优化匹配燃烧室和增压器并采用孔径较小的多孔喷油器能显著改善柴油机NOx和烟度之间的折衷关系;小负荷时,推迟喷油可以使NOx在降低较多的情况下烟度略有下降;随着EGR率增加,提高喷油压力与推迟喷油相结合,可以同时降低大负荷的NOx和烟度排放,并能改善燃油经济性.ESC循环测试结果表明,通过对燃烧系统、EGR和喷油控制参数的综合优化,在不采用后处理器的情况下,柴油机各气体排放(NOx、HC和CO)及微粒(PM)均达到国Ⅳ排放标准,十三工况加权油耗率与原机基本相当.     

基于EGR技术的国IV重型柴油机燃烧系统开发

在一台电控重型柴油机上进行了基于EGR技术的燃烧系统开发研究,组建了基于WGT增压器的电控高压EGR系统,研究了燃烧室、喷油器、增压器、EGR率及喷油参数等对柴油机性能和排放的影响,确定了最终的重型柴油机国IV燃烧系统优化方案．结果表明：通过优化匹配燃烧室和增压器并采用孔径较小的多孔喷油器能显著改善柴油机NOx和烟度之...     

YC4112ZLQ柴油机电控EGR系统的研究

为了降低柴油机的氮氧化物排放，对YC4112ZLQ增压中冷柴油机进行了电控废气再循环(EGR)技术的研究。试验研究了不同EGR率对发动机各个工况下性能和排放的影响规律，据此针对欧洲Ⅱ号标准优选出了各个工况下的最佳EGR率，并对最佳EGR率下的控制参数进行了电控标定。利用标定结果，设计了一套电子控制系统，用于该柴油机的实际运行。试验结果表明，与原机相比，加入EGR以后，在微粒排放略有增加的情况下，NOx排放下降12．9％，使13工况排放全面达到欧洲Ⅱ号标准的要求。     

喷油嘴偶件结构参数对国Ⅲ柴油机排放的影响

结合具体的柴油机机型,介绍了喷油嘴偶件参数对满足车用轻型柴油机国Ⅲ排放的影响.对柴油机唢油嘴之喷孔数量、喷孔直径、压力室进行了设计,在试验分析的基础上确定采用多孔数、小孔径、无压力室结构等喷油嘴参数,并采用具有高泵端压力的PM型电调泵和电控冷却废气再循环系统(EGR)与之匹配,达到国Ⅲ排放标准要求.     

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.     

采用EGR技术降低低速机排放的三维仿真研究

采用三维计算软件AVL-FIRE模拟仿真了某国产低速二冲程柴油机的燃烧与排放,分析了废气再循环(EGR)对低速机燃烧与排放的影响。研究结果表明:EGR对低速机滞燃期影响不大,且使用EGR技术能够有效降低低速机NOx排放,低EGR率时能够满足TierⅡ排放要求,并且油耗升高不明显;高EGR率时能够满足TierⅢ排放法规要求。     

具有自动控制功能的柴油机EGR系统的研制

研究了与柴油机匹配的电控废气再循环系统,进行了电控EGR系统中的部分硬件、硬件电路设计和软件的编写,EGR的实现方式和EGR系统与柴油机匹配的问题.试验用柴油机在使用了自行设计的电控EGR系统后,实现了整个转速、负荷范围内EGR率的自动控制.13工况排放测试结果表明:采用EGR系统,NOx排放降低26.7 %、微粒总量和HC排放几乎不变、CO排放上升15.5 %.     

增压直喷柴油机EGR系统开发与试验研究

以增压直喷柴油机为研究对象,设计了一套EGR控制系统以降低NOx排放。试验研究了不同EGR率对柴油机性能及排放的影响规律,针对柴油机不同工况的特点,确定了各工况所用的EGR率,并设计了EGR率电控系统。台架试验表明,在保持其它排放物基本不变的情况下,借助EGR系统该柴油机的NOx排放下降了26．4％。     

WP3四缸柴油机实现国Ⅳ排放的技术研究

首先以某一国Ⅲ柴油机为样机,增加结构优化后的废气再循环(EGR)系统,在未装备后处理装置前提下进行欧洲稳态测试循环(ESC)和欧洲瞬态测试循环(ETC)测试;然后在实验台架上对加装柴油机氧化催化器(DOC)和微粒氧化催化转化器(POC)后处理装置前后的柴油机进行ESC测试。实验结果表明,EGR系统和DOC+POC后处理同时使用才能有效降低NOx和颗粒物(PM)的排放,达到柴油机国Ⅳ排放标准。     

增压直喷式柴油机EGR率测试及优化研究

针对增压直喷式柴油机,开展了应用废气再循环技术降低NOx排放的研究.研究了不同EGR率对发动机13工况下性能和排放的影响规律,并优选了发动机13工况下EGR率.利用设计的EGR电控系统,实现了发动机EGR率的自动控制,并通过试验对EGR系统进行了验证.