基于发动机在环的重型柴油车实际道路细小颗粒物排放特性研究

本文中选取了一台7.8L的重型柴油机,在发动机台架上运行WHSC(世界统一稳态循环)、冷热态WHTC(世界统一瞬态循环),并通过发动机在环的方法在发动机台架上运行重型柴油车实际道路(PEMS)循环,采用能够同时测量PN10(10 nm以上颗粒物数量)和PN23(23 nm以上颗粒物数量)的颗粒计数器等设备测量了细小颗粒...     

重型国六发动机细颗粒物排放研究

随着排放法规的不断升级,对于10nm以上颗粒物排放进行管控的需求持续增强。为探究23nm以上颗粒物数量（PN23）和10nm以上颗粒物数量（PN10）排放特性差异,本文选用一款符合国六标准的重型柴油发动机,在发动机台架上运行重型车实际道路车载法排放试验循环（PEMS）,冷热态WHTC循环和WHSC循环,使用颗粒物计数器对试验中PN23和PN10同时进行采样测量。结果表明,PN10和PN23的瞬态排放规律基本一致;各次试验中PN10比排放结果均显著高于PN23,但对于不同测试循环,PN10和PN23排放差异有所不同;虽然PN10比排放结果显著高于PN23,但其结果仍可满足国六排放法规要求,在法规限值不加严的前提下,现有DPF技术可以应对由PN23向PN10的切换。     

基于法规的柴油发动机颗粒物数量排放测试研究EI北大核心CSCD

采用满足欧Ⅵ颗粒数量(PN)测试要求的AVL489颗粒计数器,对3台不同机型的柴油机进行了ESC,ETC和WHTC循环试验,并测量了PN排放情况。结果表明:在不同机型和不同试验循环下,PM(颗粒物质量)和PN排放的相关性较高;DOC+POC后处理可有效降低PN排放;热起动WHTC循环的PN排放比冷起动高,但差异很小;PN排放随转速的升高和负荷的加大而增高。     

基于法规的柴油发动机颗粒物数量排放测试研究

采用满足欧Ⅵ颗粒数量(PN)测试要求的AVL489颗粒计数器,对3台不同机型的柴油机进行了ESC,ETC和WHTC循环试验,并测量了PN排放情况。结果表明:在不同机型和不同试验循环下,PM(颗粒物质量)和PN排放的相关性较高;DOC+POC后处理可有效降低PN排放;热起动WHTC循环的PN排放比冷起动高,但差异很小;PN排放随转速的升高和负荷的加大而增高。     

WHSC/WHTC与ESC/ETC测试循环的试验比较与研究

相比于之前广泛采用的ESC/ETC测试循环,WHSC/WHTC测试循环在工况设置方面有了很大改变,尤其突出了对低速低负荷工况的侧重。为了研究两种测试循环的不同,通过在发动机台架上分别运行两种测试循环并采集数据,分析它们对发动机排放指标的影响,比较两种测试循环的排气温度不同,重点研究了平均排温和升温过程,从而定量分析了它们在排温、排放等方面的不同。     

缸内直喷汽油机GPF过滤特性研究

以装有汽油机颗粒过滤器(GPF)的2.0L缸内直喷增压汽油机(TGDI)为研究对象,研究了转速、负荷变化对发动机颗粒排放特性的影响,以及不同排温和不同灰分量对GPF的PN过滤效率的影响。结果表明:TGDI汽油机颗粒物排放随着负荷的增加呈现明显的先下降后上升的"U"型趋势。GPF再生过程中会出现GPF后PN数大于GPF前PN数的现象。灰分层的积累使汽油机颗粒过滤器过滤机理中的拦截沉积作用增强,过滤效率会随之增大。     

颗粒计数器一级稀释比对颗粒数浓度测量结果一致性影响的研究

文章以某重型柴油发动机为研究对象,探究了颗粒计数器不同一级比对颗粒数浓度测量结果一致性的影响。研究表明:颗粒计数器不同稀释比对原排PN测量影响较小,稳态工况点的最大偏差为6.8%,热态WHTC循环的最大偏差为3.7%,在设备测量精度(±10%)范围内,测量结果的一致性较好;颗粒计数器不同稀释比对加装DPF后的PN测量结果影响较大,稳态工况点的最大偏差为120%,热态WHTC试验的PN循环比排放量最大偏差为230%。     

基于国六标准工况的车用柴油机N2O排放特性研究

以1台4缸国六车用柴油机为研究对象,搭建排放测试系统,进行了国六阶段WHSC循环和冷热态WHTC循环试验,研究了标准循环工况下N2O的排放特性.研究表明:原机排放中N2O排放极低,但使用后处理系统后N2O的排放量会大幅增加;WHSC循环中,从大负荷变化为小负荷时会形成N2O排放峰值,在怠速工况下N2O排放量很小;在WH...     

生物柴油对柴油机细颗粒物数量排放特性研究

论文选取一台满足现行国六排放标准的重型柴油机,使用B7柴油、B20柴油两种燃料,在发动机台架上进行污染物排放测试,重点对细颗粒物数量（PN）排放进行分析。结果表明,使用B7柴油和B20柴油,各国六循环的PN10比排放量较PN23高72%～132%,与用柴油为燃料时规律近似。随着该两种生物柴油体积比提高,各循环PN23和PN10基本呈下降趋势,但粒径10～23 nmPN排放占比依然较大。在冷态世界统一瞬态试验循环（WHTC）的启动阶段B20柴油较B7柴油的PN10更高,这可能与生物柴油密度和运动粘度均高于石化柴油有关,当使用生物柴油时需考虑对喷油器雾化进行进一步优化。     

不同工况下DPF对柴油车颗粒物过滤特性的研究EI北大核心CSCD

通过对比某轻型柴油车DPF前、后端颗粒物在NEDC测试循环的不同工况段上的数量浓度和质量浓度随粒径分布的差异,分析了DPF对不同粒径颗粒物在不同工况下的过滤效果。结果表明,在市郊高速急减速工况下,DPF对各粒径颗粒物(特别是粒径小于1μm的细颗粒)过滤效果较低,是该车辆运行NEDC循环时DPF综合过滤效率低下(只有52%)的原因。     

润滑油灰分对直喷汽油车GPF性能影响的试验研究

为开发汽油车颗粒捕集器(GPF)快速老化方法,评价GPF的耐久特性,分别在发动机与整车转鼓台架上试验研究了GPF的快速积灰方法和GPF对缸内直喷(GDI)汽油车颗粒物排放、背压、油耗的影响,最后用CT与XRF对灰分的分布与成分进行了分析。结果表明:GPF的积灰效率会随着时间变化逐步上升,最终达到30%左右的稳定值;装有GPF的整车在世界统一的轻型车测试循环(WLTC)下可满足国六颗粒物排放限值要求;随着灰分的不断积累,GPF对颗粒物质量(PM)与数量(PN)仍旧可以保持较高的过滤效率,分别为82%和99%;灰分累积对GPF的背压上升会有一定的影响,最大为6.5 kPa;在WLTC循环测试下GPF内的灰分增加对整车油耗影响并不明显,最大为1.25%;灰分主要组成物质为CaO和P_2O_5,主要沉积在GPF末端特别是在中心区域,为总含量的71.2%。     

发动机颗粒排放和再生频率对汽油机颗粒捕集器效率的影响

汽油机颗粒捕集器(GPF)是1种重要的排放后处理系统,能使汽油缸内直喷(GDI)发动机达到现行的排放标准。现行标准规定的非挥发性颗粒物直径大于23.0nm。然而,随着排放法规的逐渐严格,GPF过滤效率需要进一步提高,并且可能会对直径低至10.0nm的非挥发性颗粒物排放进行限制。GPF过滤效率取决于在发动机运行期间聚集在GPF上的炭烟量。在车辆运行期间,当排气温度足够高且含有足够的氧气时,GPF通常是“被动”再生的。研究了发动机废气颗粒数排放(PN)和GPF再生频率对GPF过滤效率的影响。采用2种GPF技术,分别在2台发动机台架上进行了测试,并匹配2台量产车在转毂台架上进行了测试。试验发动机颗粒物排放数量分布的带宽很广,几乎达到1个数量级,更具实际排放代表性。GPF的过滤效率通过符合规定的颗粒数系统(非挥发性颗粒直径大于23.0nm、下限为2.5nm)的粒子计数器,以及差分迁移率光谱仪进行测量计算获得。结果显示,GPF有规律地达到可再生的条件,并且GPF的平均驾驶循环过滤效率高度依赖于发动机颗粒物排放量;当发动机颗粒物排放量增加约1个数量级时,GPF的过滤效率显著提高。研究表明,根据发动机颗粒物排放量选择合适的GPF技术非常重要。     

轻型车颗粒物质量排放和颗粒物数量排放的转鼓试验CSCD

为了定量评价国产轻型车的颗粒物排放,测量了55辆中国内地轻型车的单位行驶里程颗粒物质量(PM)排放和颗粒物数量(PN)排放。使用激光凝聚颗粒物计数和滤纸采样称重方法,对于轻型柴油车、缸内直喷(GDI)汽油车和多点电喷(MPI)汽油车,在转鼓试验台上进行循环工况试验。结果表明:汽油车的颗粒物排放水平明显低于国4柴油车,汽油车的PM和PN排放平均值分别约为国4柴油车平均值的6%和5%。MPI汽油车的PN排放值低于GDI汽油车约1个数量级。"全球统一轻型汽车测试循环(WLTC)"的高车速、长加速的工况条件,会加剧MPI和柴油车的颗粒物数量排放。GDI汽油车在冷机阶段的PN排放峰持续时间长,在后续的加速动态工况条件时会出现明显的峰值排放。     

DPF降怠速再生温度场及碳载量分析

基于柴油颗粒捕集器(DPF)降怠速再生特性，对比研究了碳化硅载体在不同碳载量下通过降怠速再生时的温度特性，得出了碳化硅载体的最大碳载量。试验采用HORIBA SPC-2300颗粒计数器和AVL 472部分流颗粒分析仪测量颗粒物数量(PN),通过对比降怠速再生后的PN与法规限值来判断DPF状态。试验结果表明：随着碳载量的增加，DPF的最高温度和最大温度梯度逐渐增大，而再生效率会随之提升，残余碳载量减少。降怠速再生时，碳化硅载体后端温度高于前端温度，中心温度高于四周边缘温度。碳载量11 g/L时DPF后端中心温度达到1 171℃,再生后进行法规认证循环，DPF对颗粒物的过滤效率显著降低，碳化硅载体出现裂纹，表明碳载量过大，已超过碳载量上限值。     

润滑油灰分对GPF过滤效率影响的试验研究

基于润滑油掺烧快速老化方法,在发动机台架上研究灰分对GPF背压和发动机动力性的影响;基于世界统一的轻型车测试循(WLTC)整车试验和实际道路测试(RDE)研究了灰分对GPF过滤效率的影响.结果表明:灰分沉积会提高发动机的排气背压,降低发动机的动力性,60 g灰分量时背压最大升高8.8 kPa,扭矩下降3.7 N·m;WLTC工况第一阶段PN排放贡献率大于90％,且WLTC和RDE工况少量灰分即可显著提高GPF对PN的过滤效率,3 g灰分量下过滤效率可达96.6％;过滤效率随着灰分量的增加而增大,60 g灰分样件的PN过滤效率达到99.6％.     

双效汽车空调滤芯对细颗粒物过滤效果的试验研究

论文对10个不同品牌的双效汽车空调滤芯对不同粒径颗粒物的过滤效果进行研究,并分析目前产品的过滤盲区和原因。通过粒径谱仪和粉尘计数器对10μm以下9段粒径的颗粒物过滤效果进行测试,并使用光学显微镜观察不同滤芯内部结构,分析结构原因。论文发现试验样品的过滤盲区的颗粒物粒径范围为0.1～0.3μm,平均过滤效率不足20%,初始压力降较大的样品在压力降上升后,对于盲区颗粒物的过滤效果有所提升。0.1～0.3μm粒径范围内颗粒物的过滤需要关注,双效过滤器可通过提升内部阻力和减少夹层内活性炭的破碎提高颗粒物的过滤效率。     

基于WHTC循环的柴油机颗粒物数量峰值的研究

在一台京五柴油机上,燃用国五柴油,进行了原机的瞬态加速、减速试验和WHTC冷热态试验。为便于分析,引入"流量积"概念(进气量和燃油流量之积)作为一个变量。在瞬态加速和减速试验中,颗粒物数量与流量积变化趋势一致,颗粒物数量的变化时刻滞后于流量积的变化时刻。WHTC循环试验中颗粒物数量峰值和相应的流量积峰值呈正相关关系,颗粒物数量峰值出现的时刻与相应的流量积峰值出现的时刻间存在滞后时间,该滞后时间与流量积峰值大小呈负相关关系。     

北京Ⅵ阶段重型发动机排放测试方法及限值对比分析

相比于我国现行排放法规,北京Ⅵ阶段法规针对重型柴油机排放法规进行了较大改变,文中将从现行法规和欧Ⅵ与京Ⅵ法规之间排放限值、测量方法等方面的差异性入手,解读京Ⅵ法规。结果表明,京Ⅵ法规相对于现行法规在测量方法上引入WHTC、WHSC和WNTE测试循环,同时大幅度严格了法规限制,并与欧Ⅵ法规测量方法相同,个别限值严于欧Ⅵ法规。     

基于多目标遗传算法的SCR系统氨覆盖率优化

基于单状态选择催化还原(SCR)模型,应用多目标遗传算法对SCR系统进行优化。获得了最优氨覆盖率目标值,优化了SCR系统NO_x排放和NH_3泄漏之间的此消彼长(tread-off)的关系,分析了催化器温度、空速和SCR催化器入口NO_x浓度对最优目标氨存储的影响。研究结果表明,催化器温度是最优氨覆盖率目标值的主要影响因素,最优氨覆盖率目标值随着温度的增大呈线性降低趋势。世界统一稳态测试循环(WHSC)和瞬态测试循环(WHTC)仿真结果表明,采用优化后的氨覆盖率图谱作为氨存储目标值,可在取得较低NO_x排放的同时限制NH_3泄漏。     

大型柴油机DPF被动再生特性的试验研究

通过台架试验研究了不同废气再循环（EGR）率及不同排气节流阀开度对柴油机颗粒过滤器（DPF）被动再生的影响规律,对比了在世界协作瞬态循环（WHTC）工况前900s瞬态工况下开关EGR阀对DPF耐久特性的影响,并研究了驻车再生的效果。试验结果表明,EGR率及排气节流阀开度通过影响排气温度及排气NO2浓度影响DPF被动再生速度;正常WHTC工况前900s耐久循环下DPF碳载量不断增大,关闭EGR阀后进行WHTC工况前900s耐久循环后,DPF碳载量不断减少;驻车再生能够有效降低DPF碳载量。