车用柴油机微粒排放法规与控制技术

1柴油机排气微粒的危害性 柴油机具有良好的燃油经济性、动力性、耐久性和排放性等优点,汽车柴油化已成为国际潮流.与汽油机相比,柴油机有害气体HC、CO的排放量相当低,柴油机的CO排放大约只有汽油机的1/10,柴油机的NOx排放量和汽油机处于同一数量级,但柴油机微粒排放约为汽油机的30～80倍.因此,微粒排放已经是制约柴油车发展的最主要因素之一.     

柴油机发展适应环保要求

众所周知柴油机有比汽油机优越的动力性和燃油经济性。从环保角度看,柴油发动机的工作原理属于富氧燃烧,排放的一氧化碳(CO)比汽油机少;柴油作为燃料被高压喷入燃烧室后雾化均匀,燃烧充分,碳氢化合物(HC)的排放又较汽油机少得多;至于氮氧化物(NOx)的排放,由于车辆负荷的不同而不同,一般来说,柴油发动机在负荷较小时排放量比汽油发动机高,而在大负荷下,又远低于汽油发动机;另外在加剧温室效应方面,柴油发动机的作用比汽油机低45％。但柴油机颗粒排放     

在用汽车排放污染的防治

汽车排放污染物主要由一氧化碳(CO),碳氢化合物(HC),氮氧化物(NOx),固体微粒及少量的二氧化硫(SO2)和其它一些有害物质组成。上述污染物中CO、末燃烧的HC、NOx和铅化合物炭烟等,主要来自汽车尾气排放,少部分来自曲轴箱泄漏。其中HC还来自汽油车油箱和化油器中汽油的蒸发与滴漏。     

维修因素对汽车排放的影响

众所周知，空燃比与汽车的排放有着非常密切的关系，当供给功率混合气(浓混合气)时，发动机进行大功率输出，但混合气燃烧不完全，会使CO和HC的排放量增大；当供给经济混合气时，燃烧接近于完全燃烧，但是燃烧温度最高，会使NOx排放量增大。化油器是化油器式汽车燃料供给系统中一个十分重要和结构复杂的部件，其主要作用便是根据车辆的行驶状况形成恰当的可燃混合气。     

车用稀燃电控汽油机排放控制技术研究

应用二次喷油及可变进气技术，形成准均质稀混合气，改善了燃烧过程，扩大了发动机稀燃极限。降低了NOx排放量。综合运用三效催化器和空燃比优化控制技术不仅使HC和CO排放接近零，也使NOx排放进一步降低。采用自主开发的电控系统的稀燃汽油机具有较好的燃油经济性。     

电控高压共轨柴油机燃用生物柴油的试验研究

在1台电控高压共轨柴油机和装有该型号发动机的轿车上,进行不同掺混比生物柴油—柴油混合燃料的性能对比试验,分析了在不同转速和负荷下柴油机燃用不同掺混比混合燃料的动力性、经济性和排放性。研究结果表明:生物柴油与柴油相比,在2 200 r/min负荷特性下,有效能耗率减少,NOx排放增加较多,中小负荷炭烟排放基本相同,大负荷炭烟排放明显降低,中小负荷HC排放明显降低,大负荷HC排放基本一致,CO排放基本不变;在外特性下,功率略有增加,HC排放和炭烟排放均有所降低,CO排放和NOx排放增加。     

柴油轿车模态排放特性研究

对装载柴油机的轿车模态排放特性进行了试验研究,分析了柴油轿车NEDC循环HC、CO、NOx和CO2的模态排放特性.结果表明,在NEDC循环中,ECE城区行驶循环第1个循环的HC和CO排放量较高,分别占NEDC循环HC和CO总排放量的60%和89%;EUDC循环排放的NOx和CO2排放量较高,分别占NEDC循环NOx和CO2总排放量的52%和47.7%.     

公路隧道环境对车用柴油机排放影响的研究

在车用增压柴油发动机上模拟了公路隧道内外进气环境下的碳烟、NOx和CO排放。结果表明:与隧道外环境相比,在隧道内环境下柴油机的NOx排放量降低,碳烟排放增加,CO排放没有显著变化。     

电喷汽油机过渡工况排放的测量与分析

测量了某车用电喷汽油机在冷起动、冷加/减速、空载热突减速及热加速等工况下排气中CO,HC,NOx,CO2和O2的体积分数,并分析了原因。结果表明,发动机冷起动时排出大量的HC和CO,而此时催化转化器尚未起燃,需从混合气制备和燃烧过程优化等方面对该阶段着重控制;冷加/减速工况下,CO,HC和NOx排放均出现了峰值,实际运行时应尽量减少此类操作;空载热突减速工况下,HC排放出现了较大的峰值,表明减速断油策略仍需进一步研究;而热加速工况的控制重点则是NOx排放。     

瞬态工况下汽车有害排放物分析

为达到模拟汽车在实际道路上行驶的瞬态工况,文章利用底盘测功机,在不同工况下给汽车加载不同的负荷,并进行测试。通过对瞬态工况下排放试验测试数据的处理和分析,得出了汽车尾气排放中CO,HC,NOx在不同速度和加速度变化时的变化趋势与规律。测试结果表明,在行驶速度较低时,尾气中CO和HC的排放量较大,NOx的排放较小;行驶速度较高时,CO和HC的排放量较小,而NOx的排放较大。     

柴油机进气预混微量甲醇裂解气的试验研究

在不改变6300ZC柴油机结构和参数的基础上,开发了柴油机进气管预混甲醇裂解气的试验系统,研究了预混微量裂解气时柴油机的燃油经济性与排放特性。研究结果表明,当柴油机进气预混甲醇裂解气的质量分数为2.5%~5.0%时,各负荷下节油率可达5%~8%,综合有效热效率明显提高,且随着裂解气掺烧浓度的增加,油耗呈下降趋势。与原机相比,NOx与炭烟排放大幅度改善,HC排放也有明显降低,CO排放略有上升。在高负荷时,NOx排放可降低37.6%,炭烟排放可降低43.5%。     

废气排放及净化装置

在发动机气缸内,汽油和空气混合并燃烧,大部分生成二氧化碳(CO_2)和水(H_2O),但也有一部分由于不完全燃烧生成一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC),此外,当燃烧温度很高时,空气中氮与未燃的氧起反应生成氮氧化物(NOx)。CO、HC和NOx是汽车排放的主要污染物。掌握CO、HC和     

康明斯公司满足排放法规的柴油机技术——《全国柴油车污染防治研讨会》之二

柴油机排放污染物中有害成份主要有CO、HC、NO_x及PM等,与同等功率汽油机相比,虽柴油机HC、CO排放较少,但NO_x与PM排放较多,柴油机微粒排放约是汽油机30～80倍。在柴油机整个使用寿命期内的排放污染物中,PM和NO_x分别占22％和21％。NO_x主要是NO和NO_2,NO是一种无色、无味的气体。在空气中能形成具有强烈刺激性气味的红棕色气体即NO_2。NO_2对血液有毒性作用,会使神经麻痹,对肺部有刺激作用并有毒性,还会在强烈阳光下发生化学反应,形成二次污染,因此必须采取措施来减少     

在用汽车排放污染的防治

汽车排放污染物主要由一氧化碳(CO),碳氢化合物(HC),氮氧化物(NOx),固体微粒及少量的二氧化硫(SO2)和其它一些有害物质组成.上述污染物中CO、末燃烧的HC、NOx和铅化合物炭烟等,主要来自汽车尾气排放,少部分来自曲轴箱泄漏.其中HC还来自汽油车油箱和化油器中汽油的蒸发与滴漏.     

绿色柴油机系列报道之三——正确认识柴油机的优势 提高柴油机的排放和技术的措施

正确认识柴油机的优势 柴油机是当前广泛使用的热能动力机械中热效率最高、能量利用最好、最节能的机型。柴油机的低速扭矩和燃油经济性比汽油机好。柴油机的有害物排放总体上低于汽油机,如不采取任何排放措施,则柴油机的CO、HC、CO_2有害物排放远低于汽油机,NOx排放与汽油机相当,但微粒排放(PM)则远高于汽油机,约为汽油机20～70倍,这些小颗粒(<2.5μm)由吸附了无数化合物的含碳     

柴油机燃用乙二醇二甲醚—柴油混合燃料的排放试验研究

将乙二醇二甲醚作为一种含氧燃料,与柴油混合配制出不同比例的混合燃料,在1台单缸直喷式柴油机上进行排放对比试验,研究了在柴油中添加乙二醇二甲醚降低柴油机排放的机理,并分析了排放随发动机负荷变化的规律。研究结果表明,在柴油中添加体积分数为10%~20%的乙二醇二甲醚,可使柴油机热效率明显提高,燃烧持续期缩短,在中高负荷条件下,炭烟和CO排放大幅度降低,NOx排放稍有下降,HC排放基本不变。     

EGR对重型柴油机性能影响的试验研究

以某带有高压共轨喷射系统和废气涡轮增压系统的直列6缸重型柴油机为试验对象,研究了EGR率对其燃油消耗率、NOx和烟度等排放参数的影响,同时还着重研究了EGR耦合喷射压力和喷射定时参数调整及EGR冷却温度对以上参数的影响。结果表明,EGR能有效改善柴油机NOx排放水平,但会导致经济性下降、碳烟排放增加,也会给HC和CO排放带来负面影响;EGR耦合喷射参数的折中策略改善了消光烟度和(NOx+HC)的排放,同时降低了燃油消耗以及PM和CO的排放;降低EGR温度可提高柴油机的使用性能。     

COPERT汽车发动机冷启动排放模型

随着机动车保有量的增加,由此产生的环境问题日益严重威胁人们的健康,而在汽车排放污染物中冷启动排放量占到汽车总排放量的70%～80%,因此需要对汽车的冷启动排放进行测试和分析,以更好地对汽车排放控制技术提供数据支持。文章通过在法规所规定的条件下,对数辆轻型车进行了低温冷启动排放试验,利用瞬时测试数据对汽车不同污染物(主要包括:CO,HC,NOx)的冷启动排放时间和排放因子比率进行分析计算,并分析比较了COPERT模型中冷启动模型参数和此试验数据间的差异。分析表明COPERT模型能准确地反应HC的冷启动排放,而对CO和NOx则误差较大。     

一种排放新概念

本文介绍了一种排放新概念,其基本思想是使汽油机在运转时减少有害排放物,并在保持最小排放量(HC+NOx)的情况下改善燃油经济性。本文还介绍了为实现这一新概念所采取的平稳运转控制方法以及各缸独立的燃油喷射装置和双循环冷却系统。     

进气预混合H2-O2对柴油机热效率及排放的影响

利用1台小型车载式电解水H2‐O2发生器,将产生的微量H2和O2分别引入1台HC4132柴油机进气管中参与燃烧,对进气预混合 H2‐O2前后柴油机不同工况下当量空燃比、动力性、热效率及排放特性进行了对比试验。研究结果表明,进气预混合H2‐O2在柴油燃烧过程中的协同作用使得柴油机表现出良好的综合性能。外特性工况输出扭矩最大增加4．2％,炭烟、HC及CO排放最大降低幅度分别为25．71％,16．79％和11．64％;负荷特性测试中保持进气预混合H2‐O2前后输出扭矩不变,1100r／min时热效率最大提高3．81％,HC排放降低10．81％,炭烟排放降低28．33％,NOx排放略有增加。