DPF对柴油车颗粒物排放的影响研究

利用ELPI（电子低压冲击器）对加载DPF的柴油车分别在DPF前后和未安装DPF时进行取样,能有效研究颗粒物排放状况以及颗粒物数量浓度和质量浓度在粒径上的分布。研究发现,安装DPF后将增加车辆发动机排放的颗粒物数量和质量,但经过DPF过滤后,颗粒物质量和数量都会大幅减少,过滤效果良好。     

不同工况下DPF对柴油车颗粒物过滤特性的研究EI北大核心CSCD

通过对比某轻型柴油车DPF前、后端颗粒物在NEDC测试循环的不同工况段上的数量浓度和质量浓度随粒径分布的差异,分析了DPF对不同粒径颗粒物在不同工况下的过滤效果。结果表明,在市郊高速急减速工况下,DPF对各粒径颗粒物(特别是粒径小于1μm的细颗粒)过滤效果较低,是该车辆运行NEDC循环时DPF综合过滤效率低下(只有52%)的原因。     

DOC+CDPF+SCR对轻型柴油机排放特性的影响

为研究DOC+CDPF+SCR对轻型柴油机动力性、经济性、排放性的影响,以一台满足国五排放法规的轻型柴油机作为样机,加装DOC+CDPF+SCR后处理系统后进行了台架试验研究。结果表明:加装DOC+CDPF+SCR后处理系统对柴油机的动力性和经济性有一定影响,外特性下扭矩平均降幅为1.3%,负荷特性下燃油消耗率平均升幅为2.6%。DOC+CDPF+SCR能有效降低柴油机的NO_x,THC,CO以及颗粒物排放。DOC主导净化THC和CO,对颗粒物也有良好的减排能力;SCR主导净化NO_x,排气温度较低时转化效率不高;CDPF主导净化颗粒物排放,对中小粒径颗粒物的净化效率更高。PN和PM平均减排率分别为99.1%和96.6%。     

国六重型柴油车DPF再生排放特性研究

基于大量国六重型柴油车实际道路排放测试数据,文章选取了四辆测试过程中DPF(柴油机颗粒捕集器)主动再生的样车。样车DPF主动再生完毕后,进行正常状态下的实际道路排放测试。对比样车DPF主动再生与正常状态下的排放测试数据,结果表明,相比于正常状态,样车DPF主动再生时,NOX和PN均不满足国六排放法规要求,NOX升高了5.8～29.4倍;PN升高了14.0～7148.9倍;CO没有一致的变化趋势;CO₂升高了6.3%～24.2%;油耗升高了16.2%～32.8%;动力性不变。     

装有DPF的轻型柴油车颗粒物排放特性的研究

利用电子低压冲击器,研究了配装DPF的轻型柴油车使用不同燃油时,DPF前后颗粒物排放状况以及颗粒物数量浓度和质量浓度在粒径上的分布.结果显示,车辆使用硫质量分数高的燃油时排放的颗粒物的数量和质量都比车辆使用硫质量分数低的燃油时大,但经DPF过滤后,不论使用何种燃油,颗粒物的数量和质量都会大幅减少,尤其以粒径在0.04μm以上的颗粒物更为明显,车辆使用硫质量分数低的燃油时DPF的过滤效率比车辆使用硫质量分数高的燃油时高.     

国Ⅳ柴油车NO2排放特性研究

采用多组分排放分析仪对一辆装有DOC后处理器的国Ⅳ柴油汽车的NO2排放进行了测试,研究了柴油机冷、热起动条件下DOC前后NOx排放中NO2的含量及其排放特性.结果表明,DOC前,NEDC循环下柴油机热起动时NO2与NOx排放均增高,冷起动和热起动时NO2占NOx的比例市区工况均高于市郊工况;DOC后,NOx排放基本不变...     

生物柴油对柴油机细颗粒物数量排放特性研究

论文选取一台满足现行国六排放标准的重型柴油机,使用B7柴油、B20柴油两种燃料,在发动机台架上进行污染物排放测试,重点对细颗粒物数量（PN）排放进行分析。结果表明,使用B7柴油和B20柴油,各国六循环的PN10比排放量较PN23高72%～132%,与用柴油为燃料时规律近似。随着该两种生物柴油体积比提高,各循环PN23和PN10基本呈下降趋势,但粒径10～23 nmPN排放占比依然较大。在冷态世界统一瞬态试验循环（WHTC）的启动阶段B20柴油较B7柴油的PN10更高,这可能与生物柴油密度和运动粘度均高于石化柴油有关,当使用生物柴油时需考虑对喷油器雾化进行进一步优化。     

DPF对柴油机性能影响的仿真研究

利用GT-Power软件,分别建立了柴油机颗粒捕集器(DPF)和D19柴油机的仿真模型,并把二者进行耦合,研究了DPF对D19柴油机的功率、扭矩、缸压及燃油消耗率等方面的影响。研究结果表明,加装DPF会使发动机排气背压升高,输出功率与扭矩下降,缸内最高燃烧压力降低,燃油消耗率上升,且随着载体内颗粒物数量的增加,这种趋势更为明显;当DPF内炭烟加载量接近满载达到10 g/L时,D19发动机的功率、扭矩已有明显的下降趋势,在高转速下最高降幅达4%左右,燃油消耗率增幅为3%左右。     

大型柴油机DPF被动再生特性的试验研究

通过台架试验研究了不同废气再循环（EGR）率及不同排气节流阀开度对柴油机颗粒过滤器（DPF）被动再生的影响规律,对比了在世界协作瞬态循环（WHTC）工况前900s瞬态工况下开关EGR阀对DPF耐久特性的影响,并研究了驻车再生的效果。试验结果表明,EGR率及排气节流阀开度通过影响排气温度及排气NO2浓度影响DPF被动再生速度;正常WHTC工况前900s耐久循环下DPF碳载量不断增大,关闭EGR阀后进行WHTC工况前900s耐久循环后,DPF碳载量不断减少;驻车再生能够有效降低DPF碳载量。     

采用燃烧器+氧化催化器的柴油机微粒捕集器复合再生控制策略的研究

设计了一种车载全流式燃烧器,从增压柴油机的涡轮增压器取出新鲜空气,从回油管路取油供给燃烧;将该装置安装在排气管尾端使捕集器进行再生.在燃烧器和捕集器之间增加氧化催化器,实现了在发动机所有稳态工况下捕集器的复合再生.在排气背压的再生控制策略基础上,根据经验公式对背压值进行温度修正,将三维背压MAP简化为二维,提出"恒温定时"的复合再生控制策略,分析了控制策略在不同工况区域的运用,给出了再生过程分析实例.对既定的控制策略进行了实车试验,结果表明微粒排放达到了国Ⅳ标准.     

Computational study on the effects of volume ratio of DOC/DPF and catalyst loading on the PM and NOx emission control for heavy-duty diesel engines

The use of a diesel particulate filter (DPF) in a diesel aftertreatment system has proven to be an effective and efficient method for removing particulate matter (PM) in order to meet more stringent emission regulations without hurting engine performance. One of the favorable PM regeneration technologies is the NO₂-assisted regeneration method due to the capability of continuous regeneration of PM under a much lower temperature than that of thermal regeneration. In the present study, the thermal behavior of the monolith during regeneration and the conversion efficiency of NO₂ from NO with an integrated exhaust system of a diesel oxidation catalyst (DOC) and DPF have been predicted by one-channel numerical simulation. The simulation results of the DOC, DPF, and integrated DOC-DPF models are compared with experimental data to verify the accuracy of the present model for the integrated DOC and DPF modeling. The effects of catalyst loading inside the DOC and the volume ratio between the DOC and DPF on the pressure drop, the conversion efficiency, and the oxidation rate of PM, have been numerically investigated. The results indicate that the case of the volume ratio of ‘DOC/DPF=1.5’ within the same diameter of both monoliths produced close to the maximum conversion efficiency and oxidation rate of PM. Under the engine operating condition of 175 kW at 2200 rpm, 100% load with a displacement of 8.1, approximately 55 g/ft³ of catalyst (Pt) loading inside the DOC with the active Pt surface of 5.3 m²/g_pt was enough to maximize the conversion efficiency and oxidation rate of PM.     

车载微粒过滤器对柴油机性能及排放的影响

以1台车用柴油机为样机,研究了一种壁流式陶瓷微粒过滤器对其性能和排放的影响。试验选取了具有代表性的工况,测取了不同挂烟量时的微粒过滤器对该机前后烟度、NOx排放量及燃油消耗率和燃油消耗量的影响。试验结果表明,该机安装了微粒过滤器后,总体上燃油消耗率有所增加,但幅度非常小;烟度值及PM排放量显著降低,完全可以达到排放标准的要求;NO排放上升幅度很小,但仍能满足排放标准要求。     

柴油机排气微粒中可溶有机组分的分析

采用超声洗脱法,分离出柴油机排气微粒(PM)中的可溶有机组分(SOF)。利用色谱—质谱联用技术对SOF的成分进行了分析。结果表明,SOF中最大的组分为烷烃,其次是芳香烃;烷烃中大部分为直链烷烃,芳香烃以萘族和菲族等多环芳香烃为主。给出了微粒SOF中烷烃和芳香烃等有机成分在不同工况下所占有的比例,以及芳香烃中主要有机组分的百分含量。     

环境温度对缸内直喷汽油车颗粒物排放特性的影响

利用电子低压冲击仪(ELPI)对一台满足国Ⅴ排放标准的缸内直喷汽油车进行了颗粒物排放特性研究。试验按照NEDC测试循环在转鼓试验台上进行,分别测量车辆在-15℃,-7℃和25℃下的颗粒物排放。通过对试验结果的研究表明:3个温度下,颗粒物的数量浓度随温度的下降大幅上升,粒径分布范围逐渐变大,均在相同粒径下出现峰值;颗粒物体积浓度随粒径的增大而增大;数量浓度对表面积浓度的影响大于体积浓度,尤其在-15℃下,这种影响更加显著。通过对颗粒物的瞬态排放结果的分析发现:3个温度下,颗粒物的排放主要集中在NEDC循环前200s,数量浓度随车辆的加速而上升,随减速而下降;在-15℃下,在整个NEDC循环的加速工况均出现表面积浓度的排放峰值,且峰值之间较为接近。     

汽油车和天然气汽车颗粒物排放特性研究

利用颗粒物数量测试仪器ELPI对瞬态循环下的汽油车和天然气汽车的颗粒物排放进行了测量研究,研究结果表明:汽油车排放的颗粒物明显多于天然气汽车,两种燃料车辆排放的颗粒物中粒径小于70nm的颗粒物均占绝对优势,占总排放量的80%～90%;大于200nm的颗粒物在总排放颗粒物中占的比例非常小;颗粒物数量排放浓度与车辆速度基本成正比例关系,颗粒物数量排放随速度的增加而增加;在车辆速度大于70km/h后,颗粒物数量排放随车速急剧增加.     

国V公交车实际道路排放特性研究

使用车载排放测试系统测试了北京市4种不同技术路线的14辆国V车辆的实际道路排放情况。结果表明,氧化催化器( DOC)能明显降低天然气公交车的CO排放,但其对THC的降排效果有待提高。采用EGR技术的天然气公交车在低速时NOx减排效果较柴油车好,但是高速时没有优势。使用SCR系统的柴油车CO和THC排放较低,但低速时NOx 排放较高。而天然气车由于排气温度较高,加装SCR系统后可有效降低NOx排放,效果最理想。天然气公交车的颗粒物质量排放远低于柴油车,但是由于稀释方式的影响,其核模态的颗粒物数量较多。     

EGR率对燃用生物柴油的重型柴油机排放特性影响

研究了EGR率对燃用生物柴油的重型柴油机排放特性影响,并用气相色谱-质谱仪分析了燃用柴油和生物柴油时的SOF成份的差异。研究结果表明:燃用生物柴油结合EGR技术可以同时大幅度降低PM和NOx排放,未出现一般柴油机中NOx和PM之间此消彼长的关系;生物柴油同柴油的SOF组分无本质区别,主要成分均为烷烃,但生物柴油SOF中的酯类物质多一些。为进一步降低碳烟,在生物柴油的基础上配制了一种含氧混合燃料,结合采用EGR技术,在不使用排气后处理装置的情况下达到了我国重型柴油车第Ⅳ阶段排放法规的要求。     

大型LPG公交车运行工况与排放特性的试验研究

采用车载排放测试技术,对大型LPG公交车辆运行工况和排放特性进行试验研究.结果表明,公交车运行工况与国家排放标准规定的重型车发动机台架测试工况ESC和ETC有较大的差异.试验公交车辆的平均运行车速为16.7km/h,怠速时间占总运行时间的26.6％,加减速时间占61.3％,加减速度主要集中在-0.5～0.5m/s2之间...