满足国六排放法规的重型车用柴油机开发

介绍1款在现有无废气再循环(EGR)系统且满足国五排放法规的柴油机基础上进行升级,以满足国六排放法规的柴油机。达到国六排放法规的首选柴油机技术路线是采用EGR系统和具有高转换效率的集成式后处理系统。开发结果表明,采用EGR 系统可以显著降低柴油机氮氧化物(NOx)原始排放,但同时会增加颗粒物(PM)排放。采用高压喷射可以明显改善发动机PM排放,通过进气节流可明显提高柴油机小负荷时的排气温度,确保柴油机选择性催化还原(SCR)系统的高效运行,并有效降低NOx尾管排放。此外,采用柴油机颗粒捕集器(DPF)是目前降低柴油机PM尾管排放最有效的措施。     

满足国Ⅴ排放的重型柴油机排气后处理技术

研究了国外重型发动机在欧Ⅳ到欧Ⅴ阶段(或US2007到US2010)的技术路线,并探讨国内重型柴油机达到国Ⅴ排放可采用的排气后处理技术方案。由于柴油机排放物PM与NOx存在折中效应,为达到国Ⅴ排放标准,应采用组合式后处理技术。在各种后处理技术方案中,SCR+DOC+DPF/POC和EGR+DOC+DPF是两种主要的技术措施,而LNT+DOC+DPF技术对排气中的S特别敏感。     

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.     

制造商和用户期望从EGR得到什么?

废气再循环(EGR)是大多数美国发动机制造商为满足美国环保署(US EPA)制定的强制性法规而采取的技术解决方案。它对于车辆的使用寿命和维修保养费具有重要的影响,美国货车经营业主已经撤消对EGR的攻击而对其进行大规模的采购,以更新日渐破旧的公路运输工具。 最初拟定NOx和PM低排放标准的     

柴油机选择性催化还原催化器的最佳布置方法

随着美国2007年第2阶段(Tier 2)第5级(Bin 5)排放法规的出台,大多数新型柴油车都要求安装氮氧化物(NOx)后处理装置.一种有可能降低NOx排放的技术就是尿素选择性催化还原(SCR),该技术现已成为柴油机普遍可以接受的选择.尿素SCR是能够达到NOx法规限值的首选技术,并正在进行引入重型客车的研发,以满足...     

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)     

柴油机SCR系统尿素沉积物与喷雾特性的研究进展

1 前言 柴油机具有高的热效率、低的油耗和CO2排放,在车用动力中占有的比例逐年上升.与此同时,颗粒物（PM）和氮氧化物（NOx）成为柴油机排放物中的主要有害物质.针对重型柴油车国Ⅳ和国Ⅴ排放法规,从机内降低PM排放、而从机外转化NOx排放是一种符合中国国情、具有可持续发展的技术路线.选择催化还原（SCR）技术是目前降低柴油机NOx排放最有效的后处理技术之一,采用SCR技术可以使发动机在满足严格排放法规的同时,仍具有较高的动力性和经济性.在目前研究开发中的柴油机NOx后处理方法中,以尿素水溶液为还原剂的选择性催化还原技术（Urea-SCR）最为成熟,它能在柴油机排气富O2且流量、温度和组分多变的反应环境下有效降低NOx排放.     

北美重型商用车用Paccar MX型柴油机

美国2010排放标准是目前对重型商用车发动机实施的最为严格的排放法规。Paccar MX12.9 L重型柴油机是根据美国2010排放法规要求为北美市场开发的。以欧洲(欧5)MX机型为例,介绍发动机方面所采取的措施和排放技术,以及与亚琛FEV发动机技术公司紧密合作开发出的一种新型综合性废气排放调节方案。     

针对欧4及未来法规的发动机高效排气后处理解决方案

重型载货车辆欧4法规在实施瞬态和稳态试验的尾气氮氧化物(NOx)排放限值时,还对氨(NH3)排放有所限制。为满足法规要求,有几种可能的策略,包括发动机管理措施,以及采用以NH3作为还原剂的NOx催化后处理措施。根据试验数据,对排气后处理系统的整体性能及安装,以及运行成本等一系列重要问题进行了阐述和讨论。还讨论了欧5及未来排放法规的相关因素。发动机以高废气再循环(EGR)率运行是在几乎没有NOx催化还原后处理情况下满足欧5法规的可能路径之一。将EGR与仅采用选择性催化还原(SCR)解决方案的无EGR发动机作了对比。此外,还说明了通过使用氨逃逸催化器或改善尿素剂量控制策略来减小SCR催化器尺寸的可能性。通过在同一系统上进行的对比试验给出了不同尿素剂量策略的效果。另一个很重要的方面是后处理系统的热管理和保温,利用试验数据对比进行了说明。最后,对未来法规研究领域的重要性进行了讨论。     

采用EGR与SCR降低柴油机排放的对比试验研究

采用EGR+DPF和SCR两种降低排放的方式,对某重型年用柴油机进行了稳态循环工况和瞬态循环工况试验研究.结果表明,对于降低NOx排放,无论稳态循环工况还是瞬态循环工况,采用EGR尾气处理方式均优于SCR处理方式;对于降低PM的排放,在稳态循环工况中,EGR处理方式优于SCR处理方式,而在瞬态循环工况中,SCR处理方式优于EGR处理方式.     

满足国Ⅳ,不需要后处理系统也可以——德国曼(MAN)国Ⅳ柴油机2种技术路线简述

面对国内重型柴油车销售即将实施国Ⅳ排放标准,德国曼已做好准备,并有采用SCR后处理技术和第3代EGR技术2种路线可供用户选择。其中,采用第3代EGR技术的发动机无需后处理系统,便可达到国Ⅳ排放标准,同时还可使用国内含硫量较高的燃油。     

重型柴油机瞬态工况排放和EGR影响的试验研究

本文中对一重型柴油机瞬态工况下的NOx与碳烟排放和引入EGR技术的影响进行试验研究。结果表明,引入EGR后,NOx的瞬态排放有所改善;但碳烟的瞬态排放恶化;关闭EGR阀可缓解碳烟瞬态排放的恶化。通过直流电机EGR阀关闭阶跃试验,揭示了EGR阀的关闭对发动机各项性能的影响规律,为重型柴油机瞬态排放的EGR控制提供了依据。     

中重型车用柴油机实施欧Ⅳ排放的技术路径

论述了中重型车用柴油机实现欧Ⅳ应具有的基本条件,讨论了对发动机主要系统、部件及油品的要求,包括增压系统、燃烧系统、燃油喷射系统、活塞、机体、缸盖等。重点分析了为实现欧Ⅳ降低NOx和颗粒要求,采用优化燃烧 选择性催化还原(SCR)和废气再循环系统(EGR) 颗粒捕捉器(DPF)两条技术路线的利弊。根据中国的实际情况,初步认为我国中重型车用柴油机实施欧Ⅳ排放宜首选优化燃烧 SCR技术路线。     

我国中重型柴油机主要生产企业排放达标控制策略对比分析

1概述为了应对即将到来的排放升级,国内发动机企业均在加快推出满足国Ⅳ标准的产品。与2008年的两条主流国Ⅲ路线——"高压共轨"和"直列泵+EGR"不同,目前国内主要中重型柴油机企业在国Ⅳ路线的选择上则主要为"高压共轨+SCR"。1.1重、轻型机路线各异根据国外经验,目前车用柴油机可以选择的国Ⅳ排放控制技术路线有四种,分别是SCR(选择性催化还原)、EGR(废气再循环)+DOC(氧化催化器)、EGR+DOC+POC(颗粒氧化催化器)以及EGR+DOC+DPF(颗粒捕集器),后三种路线也有专家统称为EGR+路线。目前     

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.     

满足EPA2010最严排放法规的美国航星国际和康明斯中重型柴油发动机

美国环保署（EPA）要求从2010年1月1日起实施EPA2010法规,将NOXY-IiE放水平从EPA2007的1．63g／kWh降低到0.27g／kWh（如表1）,比欧VI和JP2009都要低,是目前全球要求最严的排放法规。     

排气背压对有无EGR重型柴油机油耗的影响

为了研究排气背压对有无废气再循环(EGR,Exhaust Gas Recirculation)重型柴油机油耗及排温等性能的影响,选取了1540r/min和320N.m的稳态工况分别对有EGR和无EGR的发动机进行了变排气背压试验。试验结果表明:排气背压每增加1kPa,无EGR的发动机油耗率增加0.49g/kWh;有EGR的发动机油耗率增加1.43g/kWh;排气背压对有EGR发动机的油耗率更敏感;低背压时,有EGR发动机的油耗率低于无EGR发动机,高背压时,有EGR发动机高于无EGR发动机。研究结果为重型柴油机排气系统结构设计和布置提供了理论指导。     

玉柴国Ⅴ欧Ⅵ发动机技术路线与研发创新

中重型商用车柴油机技术升级的驱动力,一个是排放标准的升级,另一个是用户对于燃油经济性的要求。一个产品核心的竞争力是如何做好排放和油耗的平衡,即获得低油耗的同时,排放要满足法规的要求。对于国Ⅴ和欧Ⅵ来说,主要还是两条路线,即SCR和EGR,实际上从国4发动机到国Ⅴ发动机,现在主流思路是采用SCR的技术路线。而在EGR方面我们也做了很多研究,现将研究数据和大家分享。     

2011年轻型车和重型车用发动机排放控制回顾

回顾2011年轻型车和重型车用发动机排放法规和排放控制技术的重要进展。首先,介绍该领域排放法规的制定情况,包括收紧的美国加利福尼亚州常规污染物排放标准草案、欧洲最新的直接喷射汽油机颗粒数排放法规,以及试验循环的发展和在用车试验方法的探讨。对美国提出的2017—2025年轻型载货车温室气体排放法规草案和首次定案的2014—2017年重型载货车温室气体排放法规作了评述。介绍了包括柴油机和汽油机在内的轻型车和重型车用发动机技术在控制排放方面的主要进展。排放控制面临的挑战包括柴油机和稀燃汽油机需要依靠稀氮氧化物(NOx)治理来满足正在推出的NOx和温室气体排放法规。总结了几种NOx控制技术的研发情况,包括采用氨的选择性催化还原(SCR)和以碳氢为基础的NOx控制方法,其中还涉及一氧化二氮排放的问题。经各种认证试验循环显示,这些技术平均能达到95%以上的降NOx效率。介绍了正在开发的能降低背压并与SCR实现一体化的柴油颗粒捕集器新材料。然后,概要介绍了柴油氧化催化转化器的发展状况,主要涉及一氧化氮氧化成二氧化氮随催化剂配方和碳氢氧化参数的变化。最后,讨论了汽油机排放控制的某些重要进展,包括先进的三效催化转化器在分区涂敷技术和节省贵金属方面的进步,以及硫对新配方的影响,另外,还对汽油颗粒捕集器技术作了简要介绍。     

柴油发动机污染物排放机外控制技术

随着排放法规的逐步加严,仅依靠机内净化技术已不能满足要求,还必须使用排气后处理技术来控制排放。在国外绝大部分发动机制造商都是在改进欧Ill排放发动机的基础上,增加SCR系统或EGR系统等的后处理装置来实现阶段性排放要求。