汽油机掺醇燃烧甲醛排放及后处理适应性研究

进行了电喷汽油机燃用汽油和多种不同掺混比例甲醇汽油的试验研究,使用傅里叶红外光谱仪(FTIR)测量了普通三元催化器前后的甲醛排放。试验结果表明:甲醛排放量随掺醇比例、转速的增加而增大,随扭矩的增加先减少后增加;三元催化器对甲醛排放的催化转化效率随着掺醇比例的增加而减小;燃用M30以下低比例甲醇汽油时,催化器对甲醛排放的催化转化效率在多数工况都能达到85%以上,受工况影响并不明显;燃用M50以上中高比例甲醇汽油时催化器对甲醛排放的催化转化效率受工况影响较大,随着发动机转速、扭矩的增加而增加,在低转速低负荷下催化效率下降明显。     

含水乙醇汽油对发动机NO_x排放的影响

通过发动机台架试验,研究了燃用不同掺比的含水乙醇汽油对发动机NO_x排放及三元催化剂催化转化效率的影响。试验结果表明:发动机燃用含水乙醇汽油后怠速工况下催化器前NO_x排放下降,相比汽油E10,E20,E30的NO_x排放量分别降低64%,68%,69.5%;随着含水乙醇掺比的增加,NO_x的催化转化率降低,E10,E20,E30的NO_x催化转化率分别降低19%,24%,34%。含水乙醇汽油在低负荷时催化器前NO_x排放低于93号汽油,负荷加大后,燃用含水乙醇汽油的NO_x排放高于燃用汽油,NO_x排放由大到小依次为E20,E30,E10,93号汽油;E20的NO_x排放在中高负荷比93号汽油上升6%。在中高负荷工况,燃用含水乙醇汽油时催化器后的NO_x排放量要高于93号汽油,大负荷工况下,E10,E20,E30催化器后的NO_x排放量分别比93号汽油高15%,6%,29%;NO_x催化转化效率随着含水乙醇掺比的增大而降低,大负荷工况下E30的催化转化率约为93号汽油的92%。     

稀燃汽油机NOx净化技术--吸附还原催化法试验研究

简述了降低稀燃汽油机NOx排放的催化分解法、选择还原催化法和吸附还原催化法。在8A-FE型汽油机上进行的试验表明，吸附还原催化法可有效地降低稀燃汽油机的NOx排放。建议采用传统三效催化器在前、稀燃NOx吸附还原催化转化器在后的联合布置方案，并严格限制汽油中的含硫量。     

汽油机燃用2,5-二甲基呋喃的试验研究

分析比较了2,5-二甲基呋喃(DMF)与商用汽油的理化性能,研究结果表明,DMF的一些理化性能与汽油很接近。在1台单缸四行程汽油机上对DMF、汽油—DMF混合燃料以及汽油进行了试验研究,结果表明:在不改变汽油机点火提前角特性和供油系统规律的试验条件下,燃用DMF的动力性稍差于汽油,最大功率下降了10.5%,最大扭矩下降了2.3%;燃用DMF的燃油消耗率稍高于汽油,平均上升了18.6%;燃用DMF的HC和CO排放远远低于汽油,分别比汽油平均下降了31.9%和95.5%,但NOx和CO2排放则明显增加,分别比汽油平均上升了97.1%和28.1%;燃用DMF10和DMF30混合燃料的动力性能以及排放特性一般都是介于DMF和汽油之间。     

满足欧Ⅴ排放法规增压汽油机的设计和研究

研究了车用增压汽油机的排放特性,阐述了达到欧V排放标准的技术路线。针对催化器非紧耦合布置和暖机速度较慢问题,进行了两方面的研究:一方面通过对三元催化器的分析,优化了其结构设计以及贵金属的涂覆和配比控制,提高了催化转化效率;另一方面通过发动机的电子控制和标定,设定特别的稀燃控制策略和暖机控制策略,降低了发动机的原始排放,提高了催化器的转化效率。排放测试结果表明,上述设计能使增压汽油机满足欧Ⅴ排放标准。     

甲醇-汽油复合喷射发动机燃烧排放性能研究

为了研究不同比例甲醇和汽油混合燃料对发动机燃烧排放性能的影响,对1台1.4 L缸内直喷发动机加装了进气道喷射系统,改造为甲醇进气道喷射(MPI)+汽油缸内直喷(GDI)发动机,运用CFD技术建立该发动机模型,对不同甲醇热值替代比下的缸内混合气形成、燃烧和排放特性进行了研究。研究结果表明:在混合气形成方面,随着甲醇替代比的提高,缸内温度逐渐下降(但在点火时刻缸内温度下降趋势减缓),未蒸发燃料质量迅速增加。在缸内燃烧方面,提高甲醇替代比能够有效地加速缸内燃烧过程,提高缸内峰值缸压和峰值放热率,缩短滞燃期和燃烧持续期,使燃烧重心提前,但较高甲醇替代比下加速燃烧过程趋势减缓。在排放物生成方面,随着甲醇替代比的提高,NO_x排放逐渐增加,CO总排放量降低,但峰值CO量却呈现先增后减趋势,THC排放逐渐增加,其中大部分为未燃甲醇。     

单缸柴油机掺烧不同比例甲醇混合燃料的仿真研究

对单缸直喷柴油机燃用不同掺混比的甲醇和柴油混合燃料对柴油机动力性、经济性、燃烧特性以及排放性的影响进行了仿真研究。研究结果表明,在柴油机基本结构和参数不作改动的情况下,随着混合燃料中甲醇添加比例的增大,柴油机的动力性有所下降,燃油消耗明显上升,NOX和CO排放量下降幅度较大;甲醇-柴油混合燃料的燃烧特性得到改善,具有较高的燃烧热效率。     

稀薄燃烧汽油机NOx排放后处理研究进展

降低稀燃汽油机NOx排放是实现稀薄燃烧的最大难题。文中详细阐述了降低稀燃汽油机NOx排放的吸附催化转化和选择还原催化转化技术与研究进展。认为应该充分应用稀燃发动机的排气产物作为还原物质,如HC和CO等,采用沸石和贵金属分子筛催化器对NOx进行选择还原。提出研制具备高的NOx转化效率,同时具有好的水热耐久性和高的抗硫中毒能力的选择还原催化器是我们科技工作者追求的目标。     

不同还原过程空燃比大小对降低稀燃汽油机NOx排放的试验研究

运用自行开发设计的稀燃发动机电控系统和催化系统，对稀燃汽油机运用吸附还原催化法在不同的还原过程空燃比条件下降低NOx的排放进行了研究。试验结果表明，还原过程空燃比越小，吸附还原催化器吸附的NOx还原就越彻底，汽油机排出的NOx也越少。但稀燃汽油机的燃油消耗率增加，经济性变差。     

高比例甲醇汽油燃料的生命周期分析

建立了甲醇汽油生命周期模型,并比较了M85、M90甲醇汽油混合燃料及普通汽油在车辆上应用的全生命周期指标.结果表明,与燃用普通汽油相比,在全生命周期内燃用甲醇汽油混合燃料车辆的VOC和SOx的排放分别降低,但车辆的总能耗、温室气体和PM10、NOx排放分别增加;能耗和大部分有害排放物排放的增加来自于燃料生产阶段.     

Combustion stability analysis during engine stop and restart in a hybrid powertrain

A cycle-resolved analysis system was designed with the specified measurement instruments to investigate the characteristics of combustion stability in a mild gasoline hybrid powertrain. A Fast Response Flame Ionization Detector (FFID), cylinder pressure transducer and engine torque transducer were used to observe both the engine-out THC emissions and engine performance during a brief moment of engine restart. This research aimed to improve combustion stability and was performed by varying the battery State Of Charge (SOC), injection duration and ignition timing. The results indicate that engine combustion tends to be more stable with longer fuel injection durations and advanced ignition timing, while the effect of the battery SOC is negligible. Also, peculiar differences in the catalyst conversion efficiency at the front and rear of the catalyst during engine restart and deceleration were revealed, with the degree of HC oxidation being the suspected cause. This study not only analyzed the engine control and engine-out total hydrocarbon (THC) emission characteristics, but also implemented control strategies that allowed for combustion stability during engine stop and restart operation.     

Parametric study of the main parameters influencing the catalytic efficiency of a diesel oxidation catalyst: Parameters influencing the efficiency of a diesel catalyst

This work studies the impact of five parameters: CO and HC engine-out emissions, space velocity, average value and profile of exhaust temperature, on Diesel CO and HC tail-pipe emissions. The first part of this work is conducted on a reactor and shows that both HC and CO light-off temperature increases with CO and HC input concentration. CO and HC initial concentration influence the adsorption/desorption capacities of HC only at high temperatures. Space velocity also influences CO and HC conversion efficiency. The second part of this work studies the impact of different combinations of HC and CO engine-out emissions on CO and HC conversion and tail-pipe emissions in the case of New European Driving Cycle. This part proposes that a Diesel oxidation catalyst must be mainly studied at the Urban Part of NEDC, as the CO and HC conversions are very high at the extra-urban part of NEDC. CO and HC conversion efficiencies are also dependent on exhaust temperature and catalytic volume. In the case of two different profiles of exhaust temperature with the same average temperature, CO and HC conversion efficiency is lower in the case of the smoother profile.     

降低工况法外排放的试验研究

工况法外排放对车辆实际使用排放有较大的影响。在BN6V87QE电控燃油喷射汽油机的标定过程中,对循环外排放进行了试验研究。研究表明,循环外排放主要产生于冷起动和暖机过程、加速过程、高速大负荷阶段。采取在冷起动阶段不使用过小的空燃比,在加速过程中不使空燃比偏离理论空燃比时间过长,及在高速大负荷阶段空燃比不要过小等方法能有效地降低循环外排放。     

甲醇汽油机怠速稀燃特性的试验研究

为改善传统汽油机怠速稀燃的燃烧与排放特性,在1台加装了电控甲醇喷射系统的汽油机上对燃用汽油(M0)、50%质量比例甲醇汽油(M50)和纯甲醇(M100)3种燃料的发动机的怠速稀燃特性进行了试验研究。试验先后在过量空气系数a=1.1和a=1.3两组稀燃工况下进行,怠速转速稳定在800r/min左右。试验结果表明:添加甲醇后,两组稀燃工况下指示热效率均有所提升;发动机的火焰发展期、快速燃烧期和平均指示压力的循环变动系数随着甲醇比例的增加而降低;甲醇能够显著降低发动机怠速稀燃工况下的HC和NOx排放,CO2排放随着甲醇含量的增加也略有降低。     

Combustion and emission characteristics of a lean burn natural gas engine

Lean burn is an effective way to improve spark ignition engine fuel economy. In this paper, the combustion and emission characteristics of a lean burn natural gas fuelled spark ignition engine were investigated at various throttle positions, fuel injection timings, spark timings and air fuel ratios. The results show that ignition timings, the combustion duration, the coefficient of variation (COV) of the indicated mean effective pressure (IMEP) and engine-out emissions are dependent on the overall air fuel ratio, spark timings, throttle positions and fuel injection timings. With the increase of the air fuel ratio, the ignition delays and combustion duration increases. Fuel injection timings affect ignition timings, combustion duration, IMEP, and the COV of the IMEP. Late fuel injection timings can decrease the COV of the IMEP. Moreover, the change in the fuel injection timings reduces the engine-out CO, total hydrocarbon (THC) emissions. Lean burn can significantly reduce NOx emissions, but it results in high cyclic variations.     

甲醇汽油混合燃料的甲醛排放试验研究

对M10(甲醇占10%,90号汽油占90%)、M15两种混合燃料及汽油M0在小型内燃机上进行了不同载荷下甲醛排放试验。结果表明,M10与M15甲醇汽油混合燃料在空载和满载时尾气排放中的甲醛含量较高,半载时的甲醛含量低;在空载时,随着甲醇比例的增加,尾气中的甲醛也相应增加。     

分子筛型SCR对车用柴油机排放改善的试验研究

商用车柴油机多采用DOC+SCR的后处理系统来满足国Ⅳ、国Ⅴ排放标准的要求,而不同类型SCR的催化特性对最终污染物排放影响也不同。试验获取了一支铜基分子筛型SCR,基于1台2.8L柴油机和一支钒基SCR,运行了车用柴油机稳态循环(ESC)和瞬态排放循环(ETC),研究并分析了其对柴油机污染物的减排特性。结果表明,相较于钒基SCR,运行ETC循环时分子筛型SCR对发动机NOx和PM排放的减排效率分别提升19%和33%;分子筛型SCR对NOx的低温转化效率更高,且由于对排气流量不敏感,在高空速工况下其转化效率显著高于钒基SCR;分子筛型SCR对颗粒物个数的减排效率弱于钒基SCR,达7%以上,容易将大质量颗粒物分解为小质量颗粒物;两种SCR均对CO和HC具有一定的减排效果,减排率可达20%左右。     

车用汽油机分层稀燃及其排放控制技术的分析

就车用汽油机分层稀薄燃烧系统及其排放控制技术问题,重点分析和介绍了包括轴向分层、滚流分层和GDI等各种发动机稀燃系统及其排放控制的新进展,为车用汽油机经济性和排放等性能的改善提供了方向。