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.     

CA4DC2-10E4皮卡国Ⅳ排放样车的开发

匹配CA4DC2-10E4电控共轨柴油机的丹东曙光大柴神皮卡,在整车底盘测功机的排放台架上,开展了氧化型后处理器、EGR冷却器和优化标定的试验研究。试验结果表明,样车排放达到了国Ⅳ标准,整车排放循环工况百公里油耗仅为8L。     

满足国V以上排放的轿车柴油机关键技术的研究

对肖今世界轿车柴油机满足国V以上排放的技术路线进行了剖析,拟定了史适合我旧轿车柴油机发展的“EGR＋DPF”技术路线;基于“EGR＋DPF”技术路线,设计了目标机型Yc4W110—40轿车柴油机的电控管理系统,包括电控高压共轨燃油喷射技术、电控空气管理技术以及“DOC＋DPF”后处理技术。指出在轿车柴油机管理系统的开发中町综合考虑各种因素,充分发挥各种技术措施的作用。     

国Ⅳ排放重型车用P型柴油机的开发

为了满足国Ⅳ和以后更高排放法规的要求,在现已批量生产的国Ⅲ排放重型车用A型柴油机的基础上,对气缸盖、活塞、燃油喷射系统、润滑系统和涡轮增压器进行了优化改进,同时增加了SCR后处理系统,研制开发出了可满足国Ⅳ排放法规的重型车用P型柴油机。试验结果表明,该柴油机的电控高压共轨系统和SCR后处理系统具有较好的应用适应性,满足国Ⅳ排放法规。     

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.     

基于SCR技术路线的国Ⅳ柴油机开发

在一台国Ⅲ电控重型柴油机上进行了基于自主电控共轨燃油系统、自主选择性催化还原( SCR)技术的国Ⅳ柴油机开发,系统研究了燃油系统、进排气系统、SCR系统等对柴油机性能和排放的影响,研究结果表明:通过优化增压系统参数,采用高轨压和小孔径喷嘴,在爆压限值条件下调整喷油定时,柴油机比油耗和烟度较原机大幅改善,SCR喷射系统在...     

基于EGR的国Ⅳ重型柴油机技术路线探讨

在一台高压共轨重型柴油机上进行基于EGR技术的排放试验,对比研究了5个不同功率段(升功率分别为23.9、25.5、28.2、29.8和30.7kW/L)柴油机匹配单级增压和二级增压的性能与排放特性,探寻了采用EGR满足不同升功率柴油机的国-Ⅳ技术路线。试验结果表明:随功率段增加,二级增压比单级增压能显著改善中低转速全负荷时NOx与BSFC和碳烟之间的平衡关系,单级增压受EGR引入能力较弱和涡前温度较高双重限制,高功率段中低转速全负荷的NOx比排放难以降低到国-Ⅳ限值以下。ESC测试循环表明:碳烟和CO加权比排放随功率段降低而下降,但HC加权比排放随功率段降低而增加;在中小功率段(23.9、25.5和28.2kW/L),单级增压和二级增压NOx和碳烟加权比排放相当,2种增压方式都能在无后处理情况下使各项排放指标均满足国-Ⅳ排放法规,但单级增压的加权BSFC低于二级增压;随升功率增加,在高功率段(29.8和30.7kW/L),单级增压仅采用EGR技术难以实现国-Ⅳ的重型柴油机排放控制,而采用二级增压耦合EGR仍能在无后处理或简单后处理条件下使各项排放指标达到国-Ⅳ法规要求。     

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。     

不同标准柴油对柴油机性能和排放的影响

为研究不同柴油燃料对发动机燃烧和排放特性的影响,选取国Ⅱ~国Ⅴ不同标准柴油及加油站购得的4种国Ⅳ、国Ⅴ标准柴油,在一台满足国Ⅳ排放法规的电控高压共轨柴油机上开展实验研究.结果表明,市售满足国Ⅳ、国Ⅴ标准柴油对满足国Ⅳ排放标准的柴油机有效燃油消耗率(BSFC)影响差异在2%,以内,NO_x排放加权值差异在10%,以内,HC、CO排放差异在20%,以内,碳烟排放整体很低.燃用国Ⅱ~国Ⅴ这4种不同标准的柴油后,共轨柴油机外特性转矩及功率差异在2.4%,以内,在欧洲稳态测试循环(ESC)工况下燃油消耗率差异小于2%,;在不同转速和负荷下,随着燃料十六烷值的降低,NO_x排放略有增大,燃用4种不同标准的柴油后,ESC循环NO_x排放加权结果变化在7%,以内;4种燃油对国Ⅳ排放共轨柴油机动力性、经济性影响很小,燃用不同燃料时碳烟、HC和CO排放均低于国Ⅳ排放限值.     

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.