基于无机复合材料的排气管路保温性能研究

重型商用车后处理系统排气管路的保温性能对整车排放性性能有着重要的影响,减小排气管路沿程热损失,提高后处理器内部反应温度和污染物转化效率,是整车实现排放性能升级的重要途径。应用新型无机复合材料包覆排气管路,降低排气管路的热损失,提高后处理器内部化学反应温度,能够有效提升后处理器内部载体的转化能力。在不同的环境温度条件下,进行不同材料规格的实车特定工况下的保温对比试验,找到既能达到温降性能要求,又具有性价比高、占用空间小的合适规格保温材料,对于满足国六排放温降指标要求以及储备未来排放法规进一步升级的保温技术,具有重要的意义。     

进气节流对柴油机性能影响的试验研究EI北大核心CSCD

针对柴油机排气SCR后处理装置在排气温度较低时性能不佳问题,在WP10柴油机进气系统上设置了进气节流阀,进行了进气节流对柴油机排气温度、排放和油耗等影响的试验研究。结果表明:进气节流可明显提高柴油机小负荷时的排气温度,随着节流度的加大,在一定范围内不会引起发动机油耗和PM与NOx排放的明显增加,但当节流度超过一定范围,影响会明显增加,且转速越高,影响的幅度越大。     

重卡排气管路保温性能研究

随着排放法规的不断升级,对重卡尾气排放的要求越来越高.后处理器的反应效率直接影响整车排放能否满足法规要求,而排气温度对后处理器反应效率至关重要.文中通过对现有不同保温材料的性能介绍及不同排气管保温结构的分析,借助仿真分析工具及实车试验对排气管路保温方案进行设计优化.     

提高柴油机尿素SCR系统氮氧化物转化效率的试验研究

针对柴油机Urea-SCR后处理系统,为了有效提高NOx转化效率,考虑了包裹保温材料减少排气管散热从而提高载体温度、调整喷嘴位置、安装混合器等3种方法,并进行了不同温度和空速下SCR的NOx转化效率试验。试验结果表明:包裹保温材料能够在ETC循环中提高SCR载体温度20℃左右,从而使发动机更多工况处于SCR催化剂反应高效区域;喷嘴安装在更靠近发动机涡轮出口处(沿排气流反方向移动20 cm后),各工况下NOx转化效率均有所提高;安装混合器后在各工况下NOx的转化效率均有5%左右的提高,尤其在低温220℃时NOx的转化效率提高7%。     

尿素-SCR技术对NOx转化率和NH3排放的影响

在AVL发动机台架上就尿素-SCR技术对NOx转化率和NH3排放的影响进行了试验,催化剂为钒氧化物,尿素质量分数从0变化到50%.研究发现,排气温度、空速、尿素浓度、尿素喷射量对NOx转化率和NH3排放有着重要影响:排气温度升高,NOx转化率先升高后下降,400～450℃是转折点;提高排气空速,NOx转化率线性下降,N...     

边界条件对车用柴油机油耗、排放的影响研究

以某车用柴油机为研究对象,对其特征工况进行自定义,通过调节额定工况边界条件,基于正交试验理论,对边界条件进行划分,并对不同工况下油耗、原机排放进行了测试。试验表明,在各自定义工况下,进气负压、中冷后温度、排气背压的增加,均会引起比油耗的增加;进气负压、排气背压增加引起NOx比排放减少,中冷后温度增加引起NOx比排放增加。     

柴油车排气尾管处尾气温度影响因素的理论计算与试验研究

为了研究柴油车排气管路及消音器结构尺寸等对尾管处尾气温度的影响,进行了排气系统的分段讨论。首先,根据排气温度计算模型——热平衡法模型得出发动机排气歧管处尾气温度的数值计算模型。然后,将尾气在排气管中的流动看作是一维稳态流动,根据能量守恒及一维稳态管对流换热模型,推导出消音器前端尾气温度的数值计算模型。最后,利用相关热力学公式对尾气流经消音器的温度降进行了研究并推导了数值计算模型。以JX493ZLQ3柴油机为研究对象,模拟分析了负荷、转速、环境温度和排气管长度等参数对尾气温度的影响,并通过发动机台架试验验证理论分析了结果的正确性。结果表明:负荷和转速对尾气温度的影响最大,排气管长度次之,环境温度的影响相对最小。     

重型国Ⅵ柴油车后处理器温度场研究

重型柴油发动机涡轮增压器后的排气温度可以达到530℃左右,考虑发动机到后处理器排气管路的温降,排气到达后处理器后,内部排气温度依然最高可达520℃以上,而其壳体表面温度约为250℃左右,这对于重型车机舱热管理以及整车布置依然是一个不小的挑战。通过对后处理器内部与外部温度在极限工况下进行试验测试,探究其温度场分布及温降趋势,以及隔热措施的效用,研究成果对相关从业人员具有参考意义。     

混合器对车用柴油机尿素SCR系统性能影响的试验研究

通过试验研究了混合器对车用柴油机尿素选择催化还原系统性能的影响.试验结果表明,排气流量和排气管径对压力损失影响较大,而温度的影响相对较小;安装混合器不但促进还原剂与排气的混合,而且使还原剂的分布更加均匀,从而提高了NOx的转化率,最大提高约10%.     

基于柴油机排气热管理的喷油策略控制试验研究

为有效满足柴油机中低转速、中小负荷工况下颗粒捕集器(DPF)主动再生时的工作温度需求,利用发动机台架试验研究了中低负荷稳态工况下主喷正时、近后喷及次后喷参数等排气热管理主动控制措施对缸内燃烧过程、排气热状态及排放性能的影响规律。稳态试验结果表明:推迟主喷提前角缩短了滞燃期,燃烧持续期延长,缸内最高燃烧压力及峰值温度下降,瞬时放热率峰值减小且燃烧重心后移,同时燃油消耗率及烟度略有增加,DOC入口温度提升也不明显;引入近后喷使得缸内最高燃烧压力降低,但放热率第二峰值及后燃期有所增加,近后喷油量与主-近后喷间隔角的合理匹配能适当提高DOC入口温度,最高增幅可达19.3%,同时也能有效改善NOx排放和烟度;次后喷油量的增加能显著提升DPF入口温度,最大增幅达70%,但会导致燃油消耗率及HC逃逸量增加。依据样机全工况排温分布状态提出各区域升温喷油控制策略:低负荷区域采用"近后喷+次后喷"的喷油组合,并且采用较大喷油量;中大负荷区域逐渐减少近后喷,直至无近后喷,同时将主喷适当提前。     

基于多因素神经网络模型的柴油机NO_x排放预测及试验研究

以发动机转速、进气量、循环油量、发动机出水温度、中冷后进气温度、进气湿度、排气背压、柴油温度作为输入,NO_x排放质量流量为输出,优化隐层节点和迭代次数,并经过样本训练,构建了NO_x排放预测模型。结合台架试验数据,验证了模型的泛化能力,其预测值与试验值间误差小于1.5%。在此基础上,利用模型进一步分析了试验因素的重要度和试验控制性。结果表明:发动机转速、循环油耗、中冷后进气温度、排气背压对柴油机NO_x排放的影响相对较高;进气湿度控制范围过宽,对NO_x排放测试结果影响高于其他因素。     

基于冷却液温度的内燃机能量流试验研究

内燃机能量流试验是评估不同控制策略下内燃机能耗和指明其改善方向的重要方法。通过试验对1台涡轮增压缸内直喷汽油机进行了基于冷却液温度的能量平衡分析,基于热力学定律,将能量平衡项分为有效功、冷却液损失、排气损失和通过辐射传热产生的未计入热损失。结果表明:小负荷时,随着冷却液温度的升高,燃油消耗率略有下降,NO_x排放量增加;全工况下,HC排放量随着冷却液温度的升高而减少,CO和CO_2排放量变化不大;有效功占比和排气损失占比随负荷的增大而增大,几乎不受冷却液温度的影响;冷却液损失占比随冷却液温度的升高而减小。     

Heat exchanger/catalytic system for reducing the exhaust emissions from diesel engines

A system has been researched over the past 3 years for reducing the exhaust pollutants from diesel engines for light commercial vehicles. The system researched achieves Euro 6 standards for reduction of polluting gases (CO, HC, PM, NO). It consists of 4 main sections: 1. A heater and heat exchanger (HE); 2. A CO/HC oxidising catalyst (D°C); 3. Pt catalyst on a diesel particulate filter (DPF); 4. A NO reducing reaction (SCR) within the DPF. The system operates as follows. The exhaust gas contains oxidising gases, namely both O₂ and NO₂. The levels of CO and HC are oxidised by O₂ to CO₂ for temperatures above 200°C. Carbon (PM) is oxidised to CO₂ by NO₂ but requires a temperature above 250°C. The operating exhaust temperature of 300°C is ideal for the removal of NO by using the Pt catalyst and the CO generated within the DPF. The heater is required to be able to raise the exhaust temperature at any time to 300°C in order to optimise the performance of the system, since diesel engine exhaust temperatures vary between 160°C (slow speeds) to 350°C (high speeds). Considerable heat is required (??3 kW) to maintain the exhaust gas for a 2l engine at 300°C for engine idle conditions. Therefore a heat exchanger is required to re-circulate the input heat and thereby reduce the maximum power consumption to a maximum of 500W over the engine full operating test cycle. This energy is supplied by the engine battery and alternator. Experimental results have been obtained for the exhaust from a Kubota diesel engine and the reductions in exhaust emissions of 83% (CO/ HC), 58% (NOx) and 99% (PM) were obtained. The PM was continuously cleaned so that there was no build up of back pressure.     

柴油机Urea-SCR系统建模与仿真研究

分别建立了基于GT-Power软件的目标发动机模型和尿素SCR一维催化器模型,依据搭建的试验装置,验证了模型的有效性。在十三工况中,排气流量和排气温度的最大误差分别为4.13%和8.3%。在SCR催化器模型验证中,模拟值与试验值趋势一致,吻合较好。将上述模型耦合,对柴油机尿素SCR系统进行模拟分析。模拟结果表明:催化剂温度分布沿排气流向基本呈线性分布;选择催化还原反应主要集中在催化剂的入口段;催化剂的催化效能利用率与催化剂表面NH3覆盖度密切相关,随排气流向下降,提高催化剂的NH3吸附能力可以显著提高催化剂的转化效能。模拟结果可以用于柴油机尿素SCR系统控制策略的制定和SCR催化器的设计与定型。     

前置DOC对SCR系统柴油机NO_x排放的影响

对装配前置DOC和无DOC的SCR系统柴油机进行稳态和瞬态试验,研究了前置DOC在不同循环状态下对NOx排放的影响。结果表明:前置DOC能显著提高SCR入口处NO2与NOx的体积比V(NO2)∶V(NOx),加速SCR反应,提高NOx转化效率,改善NOx排放;在ESC非怠速工况下,DOC对V(NO2)∶V(NOx)的影响会随着排气中氧含量和排气温度、空速的提高逐渐降低;温度超过一定范围时,NH3对O2的选择性突然提高,V(NO2)∶V(NOx)对NOx转化效率的影响将减小;DOC内氧化反应产生的热量有限,不足以提高SCR入口处排气温度,而DOC陶瓷载体的储热特性在瞬态循环下会对SCR入口温度产生一定影响,但这并不是改善NOx排放的主要原因。     

柴油机SCR系统控制策略研究与软件设计

为有效地降低柴油机排气污染物NO_x,结合模块化设计思想,在Matlab/Simulink环境下完成SCR控制软件的开发。软件主要包括数据管理模块、SCR状态模块、尿素量计算模块和任务模块,其中尿素量计算模块采用基本尿素喷射量计算、尿素量修正和闭环反馈调节的组合方式提高尿素量计算精度。软件经代码生成后刷写至SCR控制器DCU中,在试验台架上完成ESC和WHTC循环测试。试验结果表明:在ESC和WHTC试验循环下,NO_x转换效率分别高于79.09%和72.35%,经催化还原后排放值分别低于1.836g/(kW·h)和2.147g/(kW·h),满足国Ⅴ法规的限值要求。     

基于蓄能器原理的汽车尾气余热利用系统

针对陆路交通主力军——汽车发动机的尾气余热白白浪费的现象,拟研究开发一套基于蓄能器原理的汽车发动机尾气余热回收存储与利用系统.利用设计的双循环特殊蓄能器对汽车运行过程中尾气排放管道壁产生的热量进行回收,将其转化为液压能储存在恒压蓄能器中,并设计一套与之相配的液压传动回路,利用回收的液压能作为车辆起动和制动的动力源.系统...