汽油发动机颗粒物排放指数的修正研究

国六排放法规采用全球统一轻型车辆测试循环(WLTC)代替新欧洲驾驶循环(NEDC),为应对工况更新导致现有颗粒物排放指数模型与颗粒物排放的相关性降低,优化修正了汽油组分中不饱和度与蒸发特性的计算权重系数,得到了优化颗粒物排放指数模型,并调配了不同试验汽油在实车上进行排放验证。结果表明：相比于原模型,优化后的模型与颗粒物排放的相关性得到了有效提升。     

北京市实际道路公交车颗粒物排放研究

利用车载测试系统(OBDCTS)和车载尾气检测(PEMS)对装配欧Ⅲ发动机的大型客车进行模拟公交运行实际道路试验,获得了实时的机动车排放数据。在此基础上得出颗粒物(PM)的粒径分布和排放随速度和加速度的分布图形,分析了速度、加速度对颗粒物排放的影响机理,从而得出结论:应当从改善城市道路交通状况和优化车辆的低加速和高减速工况时的发动机的喷油控制及燃烧质量着手,降低PM排放,减少机动车对大气污染。     

轻型汽油车NH3排放研究

研究了某1.5T SUV车不同排放测试循环（WLTC与CLTC）和催化剂不同状态（新鲜和老化）对NH3排放的影响。通过试验研究表明：发动机原始NH3排放量很低,而经过第一块三元催化剂后,NH3排放量大幅增加。催化剂老化后OSC降低,内部空燃比波动幅度大,经过老化催化剂的NH3排放相对新鲜催化剂的NH3排放有所增加。催化剂状态、排放测试循环和发动机空燃比等对NH3排放有明显影响,这些对于催化剂设计和标定优化均有指导意义。     

喷油时刻和EGR对Diesel/MF混合燃料燃烧和排放的影响

在一台压燃式发动机上,进行了燃用2-甲基呋喃(MF)及其与柴油混合燃料的发动机燃烧和排放特性的试验研究。结果表明:喷油时刻接近上止点时,缸内压力峰值降低,废气再循环可明显降低缸内峰值压力和放热率;喷油时刻提前CO排放降低;推迟喷油和采用废气再循环(EGR)可明显降低NOx排放;混合燃料可以明显降低碳烟排放;相同的喷油时刻下,废气再循环对小颗粒的影响较小,对大颗粒的影响较大;喷油时刻越靠近上止点,废气再循环对颗粒数量浓度的影响越大;喷油时刻早于上止点前12.5°CA时,在废气再循环的影响下,大颗粒物数量增多,颗粒物质量浓度也随之增大。     

喷油参数对双燃料发动机燃烧与排放的影响

为了进一步解决柴油/天然气双燃料发动机中CH4 和CO 排放较高以及热效率较低的问题,在1台6缸发动机上进行了柴油喷油正时和喷油压力对燃烧和排放特性影响的试验。     

欧洲主要重型汽车发动机柴油喷射技术

为了降低燃油消耗,并将PM排放物和NOx排放物控制在欧Ⅳ标准要求的范围内,同时降低发动机的自重,技术人员采取发动机废气前处理技术以求对发动机内部结构进行重大改进.日益严格的排放法规对喷油提出了特别高的要求.目前,采取的措施主要集中在高压喷射、严格控制喷油过程和优化喷油器等方面(见图1).泵喷嘴和泵-管-嘴喷油系统当前针对发动机传统的直列式泵喷嘴系统进行改进的比较多一些,而且各公司采用的方法也不一样:曼和雷诺公司采用了共轨式喷油系统;依维柯、沃尔沃采用的是喷嘴喷油系统;DAF和奔驰公司采用泵-管-喷嘴喷油系统,斯堪尼亚有的采用泵-喷嘴喷油器 HPI-喷油系统.     

基于WLTC测试循环的颗粒数量排放特性及其与发动机工况的关联性研究

对WLTC测试循环整车的颗粒物数量排放分析结果表明低速段排放占比高,尤其在前50 s的起动阶段,瞬态排放达到WLTC循环的最大峰值;在50～1 800 s阶段,颗粒物数量排放随工况变化趋于稳定。基于颗粒物数量排放分布特性,提出了基于台架开环实时控制系统的WLTC循环前50 s瞬态工况模拟以及基于聚类分析得到11个工况点对WLTC 50～1 800 s台架稳态模拟的测试方法。结果表明:台架模拟前50 s试验工况及控制参数与整车一致性较好,颗粒物数量排放与整车结果偏差为4. 2%,基于聚类分析50～1 800 s得到11个工况点的颗粒物数量排放结果相对整车试验偏差为8. 7%。与整车实测结果一致,满足工程开发评估要求。     

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%。     

用新的喷油率控制泵 改进重载柴油机排放和冷起动性能

为了研究高喷射压力对发动机性能和排放的影响,制做了一些试验用的高喷射压力直列泵并对其进行了测试。 用高喷射压力提高燃油喷注动量可降低炭烟,但喷射压力进一步地增加对再降低炭烟效果不明显。因此在发动机低转速范围内应实现高压喷射压力,然而传统直列泵很难获得高压喷射特性。 具有可变预行程机构的喷油率电子控制泵在发动机低速范围时可提供高的喷射压力,而在高速范围时可提前喷油定时。这种泵可改善发动机低速范围的燃油经济性和瞬态联邦试验法(FTP)对重载发动机排放(烟度及颗粒)的要求。这种由线圈直接驱动的泵(带有预行程控制套筒)能使定时提前,即使在冷起动时也不会延迟,因此有效地改善了冷起动性能。     

喷油正时对正丁醇缸内直喷发动机性能影响分析

为解决正丁醇燃料应用于缸内直喷发动机时易造成混合气质量差的问题,以某款缸内直喷发动机为例,基于发动机的工作过程,采用三维计算流体力学(CFD)软件搭建了缸内直喷发动机的单缸物理模型,分析不同喷油正时对发动机性能的影响。研究结果表明,相对于推迟喷油,提前喷油提供了更多空气与燃料的混合时间,能够获得更好的混合气质量,从而能够达到较高的缸内压力,并能减少CO、soot和HC的排放,但NO_X的排放增加。     

基于喷油提前角一EGR阀开度联合标定的欧Ⅳ柴油机试验研究

以某4缸、增压直喷柴油机为样机,利用专业试验台架,对样机的喷油提前角和EGR阀开度进行了不同工况下的标定,使样机的排放指标达到欧Ⅳ排放标准.验证了喷油提前角和EGR系统对柴油机排放的影响,找到了使发动机排放达到最理想状态时的最佳喷油提前角和EGR阀开度.     

博世共轨系统的喷油特性对柴油机性能的影响

文章旨在对高压共轨系统喷油特性从理论和测试两方面进行深入分析,以博世第2代共轨系统CRSN2为研究对象,应用INCA5.4标定软件,对系统的喷油特性,进行了综合完整的在线标定实验。测试数据明显地反映了不同的喷油特性对于柴油机动力性、经济性及排放等各方面性能的影响。同时,在理论上从燃油喷射和缸内燃烧的角度详尽地分析了喷油特性对柴油机性能影响的原因,进一步验证了测试结果。     

汽油机排放影响因素与标定优化试验研究

随着排放法规的日益严格,仅依靠三元催化器净化尾气无法满足要求,如何降低汽油机基础排放成为研究的重点。文章通过搭建发动机试验台,采用控制变量法,研究了已有喷射模型中不同标定参数对排放的影响。通过绘制发动机标定地图,提出整车排放最优标定策略。最后通过采用全球统一轻型车排放测试规程(WLTC),验证通过对点火提前角、可变气门正时、废气再循环(EGR)的优化,可有效降低HC和NO_x的排放,为降低发动机排放的标定提供参考。     

轻型CNG车颗粒物排放特性研究

对同一台轻型两用燃料（C N G和汽油）车使用同一批次基准天然气和基准汽油,在底盘测功机上进行NEDC ,FTP75和WLTC循环对比试验,使用CVS定容取样系统和ELPI设备分析颗粒物等排放。研究发现：3种循环中,试验车辆燃用CNG和汽油,排放颗粒物在 Dp ＝40 nm和 Dp ＝330 nm附近均出现峰值,Dp ＝40 nm处汽油峰值远高于CNG ,Dp ＝330 nm处CNG峰值略高于汽油;CNG的PN和PM的排放率随车速的升高而增大,在较低的匀速工况下增长幅度较小,高速工况下增长幅度较大;CNG在NEDC循环中排放的核态和聚集态颗粒物各占50％左右,FTP75和WLTC循环中排放的聚集态颗粒物占比高于NEDC ;CNG在NEDC循环中单位里程颗粒数和颗粒总数最多,FTP75和WLTC循环中单位里程颗粒数基本相同;WLTC循环中排放的颗粒物质量总量最多,FTP75和NEDC循环中排放的颗粒物质量总量基本相同;FTP75和WLTC循环中单位里程排放的颗粒物质量基本相同,约为N EDC循环的2倍。     

康明斯STC装置简介

由于ＳＴＣ装置的采用、使发动机实现了不同工况采用两种不同喷油正时方式－提前喷油正时和正常喷油正时；在不牺牲寿命的前提较好解决低温排放问题。     

轻型车在WLTC下常、低温冷启动 排放特性试验研究

研究车辆在WLTC(World-wide Harmonized Light Duty Test Cycle,全球统一轻型车测试循环)工况下,常、低温冷启动的排放特性。利用CVS(Constant Volume System,定容取样系统),分别在-7℃和22℃环境温度条件下,对两台搭载增压缸内直喷发动机的汽油车进行排气污染物和颗粒物试验研究。试验结果表明,-7℃冷启动条件下,CO、HC和NOx的排放量分别为常温冷启动下4~6倍、9~12倍以及5倍左右,PN(Particle Number,颗粒物数量)较常温冷启动高出一个数量级,车辆的排放性能明显降低。研究为车辆应对国Ⅵ排放法规应采取的技术方案提供了依据。     

WLTC和CLTC-P循环工况及其排放污染物和油耗分析

当前中国轻型车排放和油耗认证循环工况正处于NEDC(New European Driving Cycle,新欧洲驾驶循环)和WLTC(Worldwide Light-duty Test Cycle,全球统一轻型车辆测试循环)并行、CLTC(China Light-duty Vehicle Test Cycle,中国轻型汽车行驶工况)逐步导入的特殊时期。对WLTC和CLTC-P(China Light-duty Vehicle Test Cycle-Passenger,中国乘用车行驶工况)进行分析,对比两种不同驾驶工况的特点,并选取同一辆车进行WLTC和CLTC-P排放污染物和油耗测试,对两种循环下排放和油耗测试结果进行比较,分析不同工况下整车排放和油耗特性,为后续整车开发和标定提供工程参考。     

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％.     

电量保持阶段增程器的排放与工作特性的试验研究

利用转鼓试验台测试了某款处于电量保持阶段的增程式混合动力汽车在WLTC循环下的排放特性和排气温度、转速、负荷、冷却水温度与机油温度等特性参数的变化。结果表明:与传统发动机相比,该增程器暖机速度和机油温升明显偏快;增程器启动以及负荷和速度骤变时,气体排放物会明显增多;增程器的首次启动和后续重启会恶化PN排放,且颗粒物粒径呈现核态向积聚态变化的特点;在车辆减速断油工况下,增程器会产生高浓度颗粒物,其浓度比启动时高一个数量级;启动和减速时的颗粒物排放恶化与机油温度和增程器热状态密切相关;在WLTC循环下,该款增程器工作转速主要集中在低转速区域(2 250～2 400 r/min),而负荷则相对集中在40%～60%和90%～100%范围;增程器转速和负荷呈现出随车速(中速、高速和超高速阶段)而变的有一定规律性的运行轨迹。     

喷油正时对电控共轨柴油机燃用LNG-柴油双燃料的影响

为了在电控共轨柴油机上应用LNG,将电控共轨柴油机改装为柴油引燃天然气双燃料发动机,研究了引燃柴油喷油正时对双燃料发动机性能与排放的影响。试验选取最大扭矩转速1 600r/min和标定转速2 500r/min,在不同油门开度工况下研究了双燃料发动机的功率、燃料消耗量、有效燃料消耗率和排放。试验结果表明:随喷油正时的提前,双燃料发动机的输出功率先增大后降低;有效燃料消耗率先降低后增大,并在最大功率正时处达到最低;HC,CO和炭烟排放降低,CO2排放升高;油门开度较小时的NOx排放降低,而油门开度较大时升高。