基准柴油对DOC+POC国Ⅳ发动机SO_2和NO_2排放的影响研究

采用高硫含量和国Ⅲ、国Ⅳ、国Ⅴ标准硫含量的基准柴油,在发动机台架上进行国Ⅳ DOC+POC柴油机的ESC和ETC测试,并利用FTIR气体分析仪对SO2和NO2排放进行测量。对比研究了有、无DOC+POC下柴油机的SO2和NO2排放特性。结果表明,DOC+POC后处理可有效减小SO2的排放,稳态循环下高硫柴油SO2平均降低56%,国Ⅲ、国Ⅳ和国Ⅴ柴油分别降低29.89%、30.32%和27.81%;瞬态循环下SO2排放无明显趋势;与原机相比,稳态ESC和瞬态ETC的NO2排放均增加。     

高压共轨柴油机燃用F-T柴油的性能与排放特性试验研究

研究了高压共轨柴油机分别燃用国Ⅲ柴油、纯F-T柴油和两者混合油共6种燃油时性能和排放特性。进行了外特性和稳态ESC与瞬态ETC排放试验,并对颗粒物中的可溶性有机物(SOF)和多环芳烃(PAHs)两种成分进行了分析。试验结果表明:随着燃料中F-T柴油比例的提高,发动机输出转矩增大,燃油经济性提高;而稳态和瞬态循环下,CO、NOx、颗粒物和颗粒物中的SOF和PAHs均降低。     

国V柴油对车用柴油机排放影响的试验研究

采用AVL全流采样(CVS)系统,在3台国Ⅳ重型柴油机上进行了国Ⅳ、国Ⅴ柴油油品对排放影响的对比试验,试验使用ESC,ETC以及ELR测试循环。3台发动机均采用增压中冷+SCR技术路线,供油系统包括高压共轨和电控单体泵系统,排量范围为3.8～11.9 L。研究发现,无论是ESC循环还是ETC循环,国Ⅴ柴油相对于国Ⅳ柴油,均可以降低重型柴油机的PM和CO排放,但对NO_x,THC和ELR烟度没有明显影响。     

帕萨特柴油出租车燃用天然气制油的路试排放特性研究

对燃用天然气制油(简称GTL燃油)和国Ⅲ柴油的帕萨特柴油出租车整车路试排放进行了研究。结果表明,帕萨特柴油出租车燃用GTL燃油和国Ⅲ柴油完全满足国Ⅲ排放限值要求;与燃用国Ⅲ柴油比较,在10万km的行驶里程中,燃用GTL燃油车辆的CO、PM、HC NOx、NOx和CO2排放的平均值分别下降了48.6%、36.7%、9.4%、9.0%和3.2%,即GTL燃油的排放性能明显改善;天然气制油是柴油的良好替代清洁燃料之一。     

柴油机SCR系统车用尿素喷雾特性仿真与试验研究北大核心

通过建立喷射系统CFD三维仿真模型,研究了柴油机SCR系统在空气辅助雾化条件下尿素喷射的喷雾速度流场、雾化粒径、喷雾形态和贯穿距等变化规律,并通过试验对模型进行了验证;根据喷射模型对SCR系统的喷孔直径等结构参数进行了优化设计,通过发动机ESC,ETC试验对还原剂雾化性能进行试验验证。试验结果表明:采用改进后的柴油机空气辅助喷射还原剂供给系统后,柴油机NOx排放和NH3泄漏等指标均满足国Ⅴ阶段排放法规要求,验证了所采用的喷雾特性仿真优化设计方法有效可行。     

采用电控直列泵+冷却EGR技术的国Ⅲ柴油机排放性能的研究

研究了采用电控直列泵+冷却EGR技术的国Ⅲ柴油机强制关闭EGR阀对ESC、ETC和ELR循环排放的影响.分析了在调整喷油提前角后的ESC循环试验结果.比较了满足国Ⅲ排放法规的直列泵、电控单体泵和高压共轨3种技术的ESC循环的油耗率.研究结果表明,国Ⅲ柴油机在关闭EGR阀后NO_x大幅上升,超过了法规限值;虽通过调整喷油提前角可达到国Ⅲ排放的要求,但油耗率上升,动力性下降;与其它技术相比,采用电控直列泵+冷却EGR技术时国Ⅲ柴油机ESC循环油耗率最低.     

燃用费托柴油对国Ⅳ柴油机性能的影响

针对某高压共轨柴油机,进行了分别燃用国Ⅳ柴油、70％国Ⅳ柴油与30％费托柴油混合油以及纯费托柴油的外特性试验和ESC排放试验,研究了3种油样对柴油机动力性、经济性和排放性的影响.结果表明,随着燃料中费托柴油比例的提高,发动机动力性有所恶化,但燃油经济性逐渐提高;CO、NOx、PM以及温室气体CO2排放明显降低,但下降程度并不与掺混的费托柴油比例呈线性关系.     

燃用不同油品的柴油出租车排放性能试验研究

对燃用硫含量≤500×10-6的城市车用0#柴油(简称"国Ⅱ柴油")和硫含量≤350×10-6的高品质清洁柴油(简称"国Ⅲ柴油")的帕萨特柴油出租车的排放性能进行了试验研究,系统研究了其10万km范围内的排放性能。结果表明:燃用国Ⅱ柴油和国Ⅲ柴油的帕萨特柴油出租车完全满足当前国家排放法规限值要求,具有较好的环保性能,而且两者的CO、NOx和HC NOx排放差别不大,但国Ⅲ柴油的PM排放明显优于国Ⅱ柴油。     

中型柴油机国Ⅴ燃烧系统改进试验研究

在一台满足国Ⅴ排放法规的6缸中型柴油机上,进行了基于大压缩比和小孔数油嘴配合的燃烧系统改进试验研究。试验结果表明,大压缩比燃烧室可提升柴油机缸内燃烧速率,促进燃油经济性的改善,尤其在部分负荷更为明显,但会显著增加NOx排放和爆压水平;小孔数油嘴可弱化柴油机缸内油气混合,降低NOx比排放1~3 g/k Wh,在大喷油正时下经济性影响较小;结合油嘴垫片调节,可进一步优化燃烧室与油嘴配合,改善整机排放性能。通过燃烧系统改进,柴油机在满足国Ⅴ排放法规要求下,万有特性中低速油耗可改进1%~2%。     

轻型汽油车实际行驶污染物排放特性的研究

按欧盟最新制定的实际行驶排放试验RDE(Real Driving Emissions)测试规程,使用便携式车载排放测试系统对4辆满足国Ⅴ排放标准的轻型汽油车进行了实际道路排放测试。结果表明:试验车辆的CO符合性因子大于NOx。CO和NOx的瞬时排放率随车辆加速度的增加而升高。高速工况下,污染物瞬时排放率在车辆加速度超过NEDC循环工况的最大加速度时达到峰值,而CO瞬时排放率峰值对整个行程的CO符合性因子影响不可忽视。在制定RDE法规时,应重点关注汽油车的CO排放。     

基于电控单体泵对4D44柴油机的优化研究

为了使传统直列泵柴油机满足国Ⅲ排放法规,在尽量不改变柴油机本体的前提下对燃油、进气和燃烧系统进行了优化。燃油喷射系统采用集成电控单体泵,高压油管长度和喷油器参数进行了优化;优化改进了进气道;重新设计了燃烧室;针对国Ⅲ排放法规测试特点进行了电控参数的优化。通过对整机进行13工况试验测试,表明优化改进后的柴油机排放性能得到明显提高,并达到国Ⅲ排放标准。     

陶瓷基POC应用于柴油机后处理系统的试验研究

在发动机台架上进行了陶瓷基颗粒氧化催化器（POC ）应用于轻型柴油机后处理系统的试验研究,并与金属基POC进行了对比。试验结果表明：在POC体积、目数及涂层性质一致的情况下,陶瓷基POC在ESC测试循环中的平均排气背压要较金属基POC低约15％;在ESC及ETC排放试验中,装配陶瓷基 POC及金属基 POC的发动机气态污染物排放值接近,陶瓷基POC颗粒排放是金属基POC的1．75倍（ESC）和1．5倍（ETC）,但所有测试结果均满足国Ⅳ法规要求;金属基POC的最大颗粒承载量约是陶瓷基 POC的1．5倍;由于内部结构的不同,陶瓷基POC在抗烧损能力上要强于金属基POC。     

The Modal Emission Characteristics of a Diesel Car Fueled with Diesel and Alternative Fuels

对国产某柴油轿车分别燃用国Ⅱ柴油、沪Ⅳ柴油、B10、G10和C10等5种燃料时的排放进行了试验研究,分析了其按GB18352.3-2005 Ⅰ型循环测试时HC、CO、NOx和CO2的模态排放特性.结果表明,与国Ⅱ柴油相比,燃用B10、C10、G10和沪Ⅳ柴油时的HC、CO、NOx和CO2排放都较低;在GB18352.3-2005 Ⅰ型测试循环中,HC排放主要集中在市区循环;CO排放主要集中在市区冷态循环;而NOx和CO2排放则主要集中于市郊循环;在加速阶段,HC、NOx和CO2排放均增加.     

分子筛型SCR对车用柴油机排放改善的试验研究

商用车柴油机多采用DOC+SCR的后处理系统来满足国Ⅳ、国Ⅴ排放标准的要求,而不同类型SCR的催化特性对最终污染物排放影响也不同。试验获取了一支铜基分子筛型SCR,基于1台2.8L柴油机和一支钒基SCR,运行了车用柴油机稳态循环(ESC)和瞬态排放循环(ETC),研究并分析了其对柴油机污染物的减排特性。结果表明,相较于钒基SCR,运行ETC循环时分子筛型SCR对发动机NOx和PM排放的减排效率分别提升19%和33%;分子筛型SCR对NOx的低温转化效率更高,且由于对排气流量不敏感,在高空速工况下其转化效率显著高于钒基SCR;分子筛型SCR对颗粒物个数的减排效率弱于钒基SCR,达7%以上,容易将大质量颗粒物分解为小质量颗粒物;两种SCR均对CO和HC具有一定的减排效果,减排率可达20%左右。     

重型柴油机尿素-SCR闭环控制系统的研究

针对重型柴油机尿素选择催化还原(SCR)后处理装置,提出了基于NOx传感器的闭环控制系统,介绍了该系统的硬件结构和控制策略.ESC和ETC循环试验表明,该控制系统能在不使用氨氧化催化剂的条件下使NOx排放和NH3泄漏量达到重型柴油车国V排放标准.     

国产车用尿素可替代性试验研究

使用商业钒基SCR催化转化器和某国Ⅳ重型柴油机,在AVL发动机台架上对3种国产车用尿素进行了相互替代性试验,研究中考虑了不同尿素对SCR催化转换器的起燃特性、动态响应、NOx转化率和NH3泄漏等性能的影响。试验排气温度为160～440℃,n(NOx)∶n(NH3)(物质的量之比)从0.8变化到1.2。研究发现:相同条件下3种尿素对SCR系统起燃温度基本没有影响,ESC和ETC循环NOx转化率都在70%以上,同时对其他常规气态排放和NH3泄漏没有明显影响,可以互相替代使用;相同条件下,单位体积尿素溶液中尿素含量越高,SCR系统动态响应越快,ESC和ETC循环NOx转化率越高。     

在用柴油公交车燃用天然气合成油的试验研究

对上海在用柴油公交车燃用天然气合成油和国Ⅱ柴油的经济性、动力性及烟度排放进行了试验研究.结果表明,柴油公交车燃用天然气合成油后,其燃油经济性与同路线柴油公交车燃用国Ⅱ柴油时基本相当;最大轮边功率降低约5%;加载减速法规的100%点、90%点和80%点的烟度分别降低71%、73%和63%.即天然气合成油对柴油公交车的燃油经济性和动力性影响不大,且能显著改善烟度排放,完全满足上海市在用车加载减速法规的限值要求.     

高压共轨系统和尾气后处理的开发

中重型车辆各国排放法规 由图1可看到,从欧V到欧VI排放法规,NOx排放降低大约80％,美国从US07排放到US10排放法规,NOx排放约降低83％;日本从中长期发展项目(NLT05)发展到新长期发展项目,NOx排放降低约87％.这是未来降低排放的一个重要的工作方向.要达到欧Ⅴ或国Ⅴ排放,有不同的技术路线,有的采取SCR技术路线;有的采用废气再循环(EGR)的技术路线.图2为满足欧Ⅳ(国Ⅳ)、欧Ⅴ(国Ⅴ)排放的SCR技术路线,可采用燃油喷射压力为1600bar高压共轨系统,NOx排放限值在8～10g/kWh之间,那么可采用开环的废气后处理DeNOx系统,NOx转化效率约在70％左右.不带氧化催化转化器(DOC),采用废气阀控制的增压器,能降低NOx 70％左右,可达到欧Ⅳ(国Ⅳ)排放水平.如果要达到欧V(国V)排放限值,只要采用闭环废气后处理DeNOx系统,NOx转化效率约80％左右,可选用氧化催化转化器,废气阀控制的增压器.     

预喷与后喷参数对柴油机排放影响的试验研究

为了探究预喷射与后喷射对柴油机尾气中有害物质的影响,通过高压共轨柴油机台架试验,在不同的预喷与后喷参数下对柴油机尾气中有害物质的排放进行测试.试验结果表明:针对柴油机进行燃油预喷射可有效抑制尾气中NOx的产生,但烟度值有所升高;加入燃油后喷射后,NOx与烟度值均呈现减小趋势;随着近后喷射燃油喷射量的增加,尾气中烟度值呈先减小后增加趋势,NOx排放的变化无明显规律;根据试验数据确定了YN33发动机在各个工况下的最优排放点,在该排放点,尾气中各种有害物质排放均有所下降.     

不同路线国Ⅳ车用重型柴油机非常规排放试验研究

采用AVL全流采样系统对3台国Ⅳ车用重型柴油机进行了ESC、ETC循环试验,研究了分别采用DOC+POC、DOC+DPF和SCR 3种不同技术路线时发动机NO2、SO2、NH3、HCHO和NOx的排放特性.结果表明,无论是ESC循环还是ETC循环,3种技术路线下的CO、HCHO、NH3排放依次恶化,NO2在NOx排放中的比例依次明显下降,但SCR路线在油耗和CO2排放方面具有相对优势.