采取使用措施降低废气排放中的颗粒数

日益收紧的轿车废气排放限值对发动机的开发不断提出新的挑战。欧5排放标准首次对汽油机实施颗粒质量排放限值,紧接着从欧6排放标准起,在颗粒质量排放限值的基础上,又首次实施颗粒数排放限值。AVL公司已研究了降低机内原始颗粒排放的可能性,开发了未来的减排方案,并证实采取使用措施能够降低颗粒排放。     

降低颗粒排放对直接喷射汽油机的新挑战

全球废气排放法规正日益收紧，除了直接喷射汽油机颗粒质量排放限值普遍收紧之外，首次计划实施汽油机颗粒数排放限值，因此，降低颗粒排放越发成为汽车及内燃机产品研发人员关注的问题。德国柏林汽车与交通工程有限公司详细分析了影响直接喷射汽油机废气排放中颗粒数的各种因素，提出了在批量生产中降低颗粒排放的措施，并在批量生产方案中验证了...     

戴姆勒克莱斯勒/福特/标致雪铁龙/IFP联合研究新的燃烧过程

戴姆勒克莱斯勒、福特和标致雪铁龙集团与法国的ＩＦＰ联合研制 4行程自动着火可控燃烧汽油机 ,这是一台按照柴油机原理而使用汽油作燃料的内燃机。研制的发动机不需要使用催化装置 ,其排放不超过欧Ⅳ标准对于汽油机的排放限值。与原汽油机相比 ,该发动机的ＣＯ2 排放降低 10 %～15 % ,ＣＯ和Ｎ2 Ｏ的排放降低 6 0 %～ 80 %。戴姆勒克莱斯勒/福特/标致雪铁龙/IFP联合研究新的燃烧过程     

欧洲高级轿车采用气门可变正时技术

为保护环境,须大力减轻汽车尾气排放污染.欧洲瞄准降低CO2排放改进发动机,柴油机发展共轨、单体泵等高档直喷技术;汽油机发展高档直喷和高技术气门机构.因汽油含硫量高,使得汽油机直喷技术尚未普及,但目前正在大部分生产厂加强研究.另一方面高技术气门机构,以高级车为中心正在逐步发展,在发动机性能指标不下降情况下,燃油消耗量可下降10%,NOx排放量降低,有可能满足欧、美、日逐步加严的汽车尾气排放限值标准.     

缸内直喷式汽油机在实际行驶排放条件下的颗粒物排放

为满足全球统一的轻型车试验程序、实际行驶排放标准，最终实施的颗粒数(PN) 排放限值已成为缸内直喷式汽油机开发的重点。介绍了行驶动力学和温度等因素作为在实际行驶排放条件下的主要因素及其对缸内直喷式汽油机颗粒物排放的影响。     

Deutz公司满足第4i阶段排放标准的新型柴油机（第1部分）——结构和耐久性

自2010年1月1日起，功率130kW以上移动式工程机械用的美国第4i阶段（Tier4i）和欧3B排放标准已分别在美国和欧洲正式生效。其颗粒排放限值比之前的法规降低了90％，氮氧化物排放限值降低了50％。Deutz公司对6～16L排量的柴油机应用了大量新技术理念，以满足Tier4i或欧3B排放标准的要求。介绍了该柴油机...     

满足欧Ⅴ和第三阶段油耗限值的汽油机技术路线分析

为了应对环境污染和能源危机的挑战,需要探索可持续发展的汽油发动机技术路线。本文首先通过分析欧Ⅴ排放标准和第三阶段油耗限值法规,研究其相对现有法规的加严之处;然后对发动机现有技术路线进行成本和收益分析,分析其成本和对油耗排放的贡献度;最后对各种技术路线进行综合分析,使汽油机技术方案能够在同时满足欧Ⅴ和第三阶段油耗的基础上成本降到最低。得出结论:为了使汽油发动机能够满足欧Ⅴ和第三阶段油耗限值,采用主要技术如排气VVT、提高压缩比、采用电子节温器、选择低摩擦阻力的活塞环和顶柱、重新匹配标定、改良催化器、弱混技术或者增压减排量等技术,能够满足欧Ⅴ排放法规和第三阶段油耗,成本增加最小。     

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。     

一种减少二氧化碳和氮氧化物排放的有效解决方案

燃油耗低和低速扭矩大的涡轮增压柴油机动力总成在欧洲轻型载货车市场占有较大份额。预计,全球二氧化碳(CO_2)排放法规和用户对燃油价格的期望,会进一步迫使发动机提高燃油效率。但是,法规对氮氧化物(NO_x)和颗粒排放的限制可能会进一步增加柴油机动力总成的成本。对价格敏感度最高的1 400 kg以下紧凑型车型需要寻求一种替代方案,以面对CO_2排放限值的挑战,并保持对用户的吸引力。对小型化和降低转速的汽油机理念进行了研究,与此同时,通过提高平均有效压力来满足性能要求,以保持车辆良好的操控性能和起动性能。解决这一问题的关键措施是采用汽油直接喷射燃油系统。因为缸内汽油直接喷射和对进气进行分开控制,可以在不增加碳氢排放的情况下增强扫气效果。缸内汽油直接喷射还具有冷却充量的好处,有利于避免增压发动机的爆燃现象。研究了汽油直接喷射的几种可选方案,包括多孔式和单孔轴针式喷油嘴,以及侧向布置与中央布置的对比。对排量减小至1.2 L的涡轮增压3缸机和4缸机的基本结构进行了研究。减少气缸数有利于改善碳氢排放、热损失和扫气效率。从安装和成本方面考虑,减少气缸数也有一定好处,其次要考虑的是排气后处理系统。理论当量比燃烧涡轮增压直接喷射汽油机可以采用传统的三效催化转化器,故成本最低。分层燃烧直接喷射汽油机预计需要附加稀燃NO_x捕集器,而满足欧6标准的柴油机则需要附加柴油颗粒过滤器(DPF),并可能要采用NO_x后处理系统。虽然,目前对满足欧6 NO_x排放标准的后处理系统尚不了解,但增加的DPF、带稀燃NO_x捕集器的DPF,或带尿素选择性催化还原的DPF系统,都会使发动机在成本和安装方面面临挑战。对3缸涡轮增压直接喷射汽油机和其他发动机在降低CO_2排放与系统成本之间的价值权衡进行对比分析,并给出了结论。分层燃烧涡轮增压直接喷射汽油机与进气道燃油喷射4缸基本型汽油机相比,其CO_2排放量减少22%以上。采用可变气门驱动装置和传统三效催化转化器的理论当量比燃烧直接喷射汽油机的CO_2排放有可能减少18%。在欧6排放水平下,理论当量比燃烧涡轮增压直接喷射3缸汽油机动力总成具有理想的使用价值。在无稀燃后处理系统的情况下,如果3缸涡轮增压柴油机能满足NO_x排放标准的要求,则其价值能与汽油机的相当。因发动机本身NO_x排放较高而需要采用稀燃后处理系统的动力总成劣势明显。基于紧凑型汽车对价格的敏感性,根据价值分析预测,3缸涡轮增压直接喷射汽油机符合动力总成的选择要求。     

机油和过量空气系数对GDI汽油机燃用甲醇汽油颗粒排放的影响

利用1台缸内直喷增压汽油机,在97号汽油和甲醇汽油中掺混体积分数为2%和4%的机油,探究机油以及不同过量空气系数对发动机颗粒排放特性的影响。试验研究表明:随着燃料中甲醇比例的增大,排气颗粒数浓度、总数浓度、质量浓度和总质量浓度均降低,机油消耗和过量空气系数对排放颗粒浓度的影响逐渐减弱;随着机油掺混体积分数的升高和过量空气系数的减小,排气颗粒浓度都明显上升;发动机的排气颗粒数浓度主要分布在核态区域,而质量浓度分布则不同,主要集中在积聚态和粗态区域。     

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。     

Audi公司新一代1.8 L增压燃油分层喷射汽油机（第1部分）——基础发动机和热管理

Audi公司已成功将EA888型4缸汽油机系列的第3代机型,即1.8 L增压燃油分层喷射汽油机投放市场。鉴于日趋严格的二氧化碳排放限值和未来的欧6排放标准,对该机型进行了全面改进,应用了众多的创新技术(例如,集成在气缸盖中的整体式废气冷却),使用了缸内直接喷射和进气道喷射的双重喷油系统,以及采用双凸轮轴相位调节器的可变气门机构(Audi可变气门升程机构)。同时,运用新颖的全电动冷却液调节,使实施创新的热管理成为可能。介绍了这种新一代汽油机的基础发动机及其热管理。     

车用发动机效率提升和排放控制回顾（下）

回顾了车用发动机在效率提升、排放法规和排放控制技术方面取得的具有代表性的重要进展。首先,介绍车用发动机排放法规的主要发展情况,包括最新提出的欧洲实际行驶排放（RDE）法规的颗粒数（PN）排放标准,以及中国和印度2020年后将要实施的类似于欧6的排放法规。     

国际内燃机展展出的欧Ⅲ内燃机(上)

我国己于2004年7月1日正式实施欧Ⅱ排放法规，2005年7月1日，北京将正式实施欧Ⅲ排放法规．上海市也将于2006年实施欧Ⅲ排放法规。为此，各发动机制造厂纷纷开发了欧Ⅲ发动机。2004年11月29～12月2日，在上海光大会展中心举办的“第五届中国国际内燃机及制造装备展览会上，玉柴、上柴、南京依维柯发动机厂、东风汽车有限公司、北内发动机公司．航天三菱发动机公司等纷纷推出了满足欧Ⅲ排放标准的柴油机和汽油机，现介绍给读者。虽然很多发动机制造厂如大连柴油机厂、潍坊柴油机厂、杭州汽车发动机厂等都没有参加此次展览会，但都在开发或已开发出了满足欧Ⅲ排放标准的柴油机和汽油机。     

就国Ⅳ标准比对分析SCR和EGR两种技术路线

20世纪90年代以来,世界各国对发动机排放法规的不断严格大大推动了发动机技术的发展。2005年欧洲车用发动机已开始实行欧Ⅳ排放法规,对柴油机提出了更为苛刻的要求。欧洲NOx排放限值20年来下降了81％;PM排放限值15年来下降了97％。我国2008年1月1日实施了国Ⅲ排放法规,2011年1月1日实施国Ⅳ排放法规。     

走自己的路有感于欧Ⅴ、欧Ⅵ汽车排放标准的发布

2006年12月13日,欧洲议会通过了欧Ⅴ、欧Ⅵ汽车排放标准,对汽车排放污染物的限制更加严格,特别是对粉尘颗粒和氮氧化物(NOx)的排放限值要求下降幅度很大。欧Ⅴ标准,主要针对柴油和汽油基本型乘用车(轿车)及轻型商用货车,要求柴油轿车的颗粒污染物排放量比目前限值将减少80%。欧     

梅赛德斯-奔驰积极备战EEV排放标准

欧洲环境友好汽车排放标准EEV比欧Ⅴ排放标准更加严格,被认为处于欧Ⅴ和欧Ⅵ之间的过渡标准.与严格的欧Ⅴ排放限值相比,EEV标准将PM排放限值进一步降低1/3左右.     

满足欧5排放标准的涡轮增压直喷汽油机催化剂起燃时间及减排研究

未来动力总成的开发目标是具有更好的燃油经济性。为了实现这一目标,在研发新车型时,发动机将更多地采用涡轮增压技术。涡轮增压发动机的动力性和燃油经济性较好,但排放性能欠佳,这是因为涡轮增压发动机冷起动时,由于涡轮响应滞后而会损失大量热能。因此,对于涡轮增压发动机,需要采用相应技术缩短催化剂起燃时间,以降低排放。尤其是配装涡轮增压发动机的车型按新欧洲行驶循环测试时,在城市低速循环起动阶段,其排放不能满足欧5标准要求。研究得出缩短催化剂起燃时间和降低排放的方法,使涡轮增压直喷汽油机满足欧5排放标准要求。进行全面的排放测试,如增加贵金属用量及载体的孔密度,缩短到催化剂的距离,以及采用二次空气系统等附加装置。通过这些独到的试验研究,使发动机逐步达到欧5排放标准。     

排放新标准对汽车市场的影响

日前，国家环保总局公布了机动车污染物排放五项新标准，涉及汽车的有：《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国Ⅲ、Ⅳ阶段)》(即中国轻型汽车Ⅲ、Ⅳ号排放标准)、《装用点燃式发动机重型汽车曲轴箱污染物排放限值》和《装用点燃式发动机重型汽车燃油蒸发污染物排放限值》。轻型汽车Ⅲ号相当于所谓欧Ⅲ排放标准自2007年7月1日起实施。     

对满足严格排放法规的重型车柴油机燃油系统的要求

重型车是可吸入颗粒和NOx排放的主要污染源一指出为满足严格排放法规的要求，高压喷射将是一个长期的发展趋向。在达欧Ⅲ以上排放要求的柴油机中，通过电控喷油系统能实现理想的喷油速率，通过预循环技术可降低发动机噪声，通过后喷射技术可降低发动机NOx和颗粒的排放。