2021款路虎新极光发现运动1.5L I3发动机技术亮点(四)

(接上期)六、排气系统1.汽油排放碳粒过滤器(GPF)在实行CN6b排放法规的中国市场,Ingenium I31.5L汽油发动机在排气系统中配备汽油排放碳粒过滤器(GPF)。GPF如图40所示,它用于收集燃烧过程产生的剩余颗粒物(PM),GPF和三元催化器组合在一个单元中。GPF采用基质是堇青石,这是一种合成陶瓷。GPF工作示意图如图41所示,一半基质布置在进口通道上,而另一半布置在出口通道上。当废气流过过滤器时,通向出口的路径被堵塞,这就迫使气体流过基质壁,导致PM沉积在基质材料中。     

汽油颗粒捕获器与机动车污染物排放

随着GDI发动机的广泛使用和机动车颗粒污染物排放法规的日益加严,GPF将大量应用。本文阐述了汽油颗粒捕获器(GPF)的应用特点,分几个部分介绍了汽油颗粒捕获器GPF的应用背景、应用领域、系统布置和工作特性,尽管车辆的颗粒物排放会随着驾驶工况、燃油系统结构、测量方法,以及后处理系统布置等有所不同,但采用GPF都能够在整车寿命期内,使车辆排放完全满足6×1011个/km的法规限值要求,且GPF的过滤效率会随着车辆使用里程的增长而提高。涂覆催化剂的GPF,能够提高GPF的过滤效率,且部分替代三元催化剂的功能,GPF的使用也能够满足未来更严格颗粒物排放的法规要求。     

新型汽油微粒过滤器技术

<正>天纳克(Tennec0)利用其在柴油微粒过滤器(DPF)技术上的专业知识开发了用于2017车型汽车的汽油微粒过滤器,这些为汽油直喷(GDI)发动机设计的过滤器减少了颗粒物的排放以符合欧Ⅵc排放法规(颗粒数不超过6×10~(11)/km)。该法规将于2017年9月1日起生效。     

关于某轻型商用车搭载1.5L自然吸气发动机降低颗粒物(PN、PM)排放的控制方法

国6法规中首次提出对PFI发动机排放污染物中的PM进行控制,且其限值与GDI发动机保持一致。当前国内轻型商用车主要搭载PFI汽油发动机,对PM的排放控制尚属世界范围内首次。文中提出对轻型商用车搭载的PFI汽油机PM污染物排放影响要素,并从中找到的控制的方法,有效降低了WLTC中的PM污染物排放。     

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。     

汽油颗粒过滤器结构原理与常见故障分析

<正>国六排放标准相较于国五排放标准，不仅对一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物的排放有更加严格的要求，而且还对汽油发动机排放的颗粒物数量有了具体要求。因此，各大主机厂陆续推出安装了汽油颗粒过滤器（GPF）的车辆来减少颗粒物的排放，从而满足排放要求。     

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。     

康宁排放控制领域的新工厂正式量产

<正>康宁公司近日为其位于安徽省合肥新站高新技术产业开发区的环境科技新工厂举办了量产仪式。该工厂主要生产用于汽车排放控制系统的载体和颗粒过滤器。生产初期致力于满足客户对康宁汽油颗粒过滤器(GPF)产品线——Corning~?DuraTrap~?GC过滤器的     

国Ⅵ汽油车颗粒物排放后处理应对策略

正1国Ⅵ汽油车降低颗粒物排放的措施1.1汽油机排放污染物及其后处理应对策略汽油机排放污染物主要来自细颗粒排放物质(PM)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)和一氧化碳(CO)等4个部分。针对汽油机而言,尾气后处理装置主要有三元催化转化器(TWC)、热反应器、空气喷射器和汽油机颗粒捕集器(Gasoline Particulate Filter,GPF)等。其中,三元催化转化器是目前应用最多的废气后处理技术,也是大家相对比较熟悉的汽油车排放后处理技术。三元催化转化器安装在排气支管之后、排气消声器之前的排气管中,当发动机工作时,     

面向控制的汽油机颗粒捕集器温度模型

结合汽油机颗粒捕集器(GPF)内部对流换热和放热与吸热化学反应,基于能量守恒和热平衡方程分别建立了包含分项反应热和综合反应热的零维数学模型,以GPF入口温度、排气质量流量、碳载量和含氧量为输入,构建面向控制的MATLAB/Simulink模型,并利用不同初始碳烟载荷下汽油直喷发动机减速断油试验的动态数据检验模型。结果表明,包含综合反应热的温度模型更简单、实时性更好,适用于GPF控制中的温度预测。     

直喷汽油机颗粒物成因及满足EURO-Ⅵ排放限值技术路线

主要分析了EURO-Ⅵ排放法规的特点,综述了直喷汽油机PM/PN形成机理,分析了喷油系统、燃烧系统、燃油以及控制策略等对颗粒物排放的影响。结合目前发动机现有技术给出满足EURO-Ⅵ排放法规限值的技术路线。该研究有助于升级至EURO-Ⅵ排放法规的直喷汽油机技术路线的确定。     

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%。     

日本商用车厂商各展对策适应2005年（新长期）排放法规

2005年10月起销售的新型商用车需满足的新长期排放法规规定,车辆总质量3.5t以上柴油车的排放量的上限是:PM为0.027g/(kW·h)、N Ox为2.0g/(kW·h)。这比现行的新短期法规规定的PM为0.18g/(kW·h)、NOx为3.38g/(kW·h)分别减少了15%和59.1%,是世界上最严格的法规。减少NOx和PM的方法有三种:其一是冷却EGR+D PF的方法。冷却EGR是指降低排放再循环气体温度以减少NOx。为使大量的排放气体与进气混合,应冷却排放气体,提高其密度。但是采用此种办法会产生更多的PM,所以使用D PF(柴油微粒过滤器)收集、储存增加的PM,使之高混合比燃烧…     

6WF1TC发动机的新机型

五十铃汽车公司最近推出了重型车用发动机6WF1TC的新机型．该机是在2003年11月推出的6WF1TC发动机的基础上,进一步改进而来的。在保持原机低油耗的基础上，率先满足了2004年排放法规的要求．PM排放量比规定值降低75％。日本交通部认定该机为超低PM排放柴油机(3星级)．是集环境性和经济性为一体的极具魅力的发动机。     

汽油机颗粒捕集器（GPF）台架性能研究

文章讨论了台架颗粒捕集器（以下简称GPF）原排标定、定温定氧燃烧模型、断油燃烧模型、不同碳量的燃烧速率、最大碳量的标定方法;并呈现了匹配某款发动机的GPF标定数据。文中提到了趋势法、仿真法对模型标定进行数据分析和优化,优化工作流程的同时保证整车标定模型准确度,降本增效,也为应对未来更严格的排放法规（例如正在研讨的国Ⅶ和欧Ⅶ）做技术积累。     

GPF对实际行驶污染物排放的影响研究

基于一辆国五升级以应对国六排放标准的TGDI车辆,通过车载排放测试系统研究了安装/未装GPF在实际行驶(RDE)测试工况下排放的变化,以探究GPF对RDE污染物排放的影响,并对TGDI车辆国六升级进行建议。结果表明:安装GPF可有效过滤PN排放,尤其在低转速、高负荷的发动机运行工况,可将PN排放降低两个数量级,PN捕获效率超过99%;对于TGDI车辆而言,安装GPF后RDE总行程的PN排放降低到未装GPF时的2.5%以下,因此GPF成为此类车辆可否满足国六排放测试的关键后处理装置;在国五TGDI车辆升级国六过程中,仅升级GPF可能会引起其他污染物排放(如NOx)的恶化,对于本车而言,安装GPF影响了RDE行程中催化器温度,最终导致总行程NOx排放的上升。     

PFI发动机灰分载量对GPF的影响研究

基于一台装有汽油机颗粒物捕集器(GPF)的1.4T进气道燃油喷射(PFI)发动机研究了发动机在不同负荷下的原始颗粒物排放特性和不同灰分载量对GPF过滤性能的影响。结果表明:在中小负荷下,发动机排放的颗粒物主要为核模态,在大负荷下,则存在粒径10～25 nm的核模态和100～200 nm的积聚模态颗粒物;灰分载量对GPF的工作特性有较大影响,灰分载量为0的GPF对颗粒物的捕集率约为85%,而灰分载量为5 g/L的GPF捕集率达97%;发动机排气背压、温度和燃油消耗率随GPF灰分载量的增加而提高,灰分载量为20 g/L时的燃油消耗率相比灰分载量为0时提高了3%～7%。     

GDI汽油车PM2.5数量排放研究

利用固体颗粒测量设备MEXA-1000SPCS,对满足京Ⅴ排放标准的欧美日及国产中小排量典型GDI汽油车进行了PM2.5排放测试,并进行冷、热起动对比试验。结果表明,满足京Ⅴ排放标准的GDI汽油车其PM2.5数量排放基本在2.14×1012~5.12×1012区间,数量级为1012;冷起动是GDI汽油车产生PM2.5排放的主要原因;瞬时加速是GDI汽油车产生PM2.5排放的主要工况。     

基于某车型NEDC循环排放标定的研究

基于某汽油发动机搭载的整车NEDC循环排放标定工作,通过排放每秒结果结合INCA采集的发动机运行状态数据,在冷机起动、大负荷加速等容易产生污染物的工况有针对性的调整发动机电子控制单元(ECU)相关参数,使得整车HC、NMHC、CO、NOx各类排放污染物控制在法规要求的限值之内。文章简要介绍了不同排放污染物的产生特性,通过实际标定案例对排放控制相关逻辑及标定原理进行了阐述,最终完成了排放达标的目标。     

满足国六排放法规的重型车用柴油机开发

介绍1款在现有无废气再循环(EGR)系统且满足国五排放法规的柴油机基础上进行升级,以满足国六排放法规的柴油机。达到国六排放法规的首选柴油机技术路线是采用EGR系统和具有高转换效率的集成式后处理系统。开发结果表明,采用EGR 系统可以显著降低柴油机氮氧化物(NOx)原始排放,但同时会增加颗粒物(PM)排放。采用高压喷射可以明显改善发动机PM排放,通过进气节流可明显提高柴油机小负荷时的排气温度,确保柴油机选择性催化还原(SCR)系统的高效运行,并有效降低NOx尾管排放。此外,采用柴油机颗粒捕集器(DPF)是目前降低柴油机PM尾管排放最有效的措施。