燃油硫含量对国Ⅳ柴油轿车颗粒物排放特性的影响

对燃用硫含量分别为300mg/kg与43mg/kg的柴油和是否安装DPF对采用典型国Ⅳ排放控制技术的柴油轿车颗粒物排放特性的影响进行了试验研究.结果表明,未装DPF时,国Ⅳ柴油车燃用高含硫量燃油时的颗粒物质量排放较燃用低含硫量燃油时增加25.3%;安装DPF时增加22.2%.而颗粒物数量排放结果说明,燃油含硫量对安装DPF车辆的颗粒物数量浓度影响较大,燃用高含硫量燃油时的循环平均颗粒物数量浓度约为燃用低含硫量燃油时的4.8倍.研究同时表明,颗粒物排放主要在加速阶段产生,稳态工况和减速下颗粒物数量排放大幅降低.     

DPF降怠速再生温度场及碳载量分析

基于柴油颗粒捕集器(DPF)降怠速再生特性，对比研究了碳化硅载体在不同碳载量下通过降怠速再生时的温度特性，得出了碳化硅载体的最大碳载量。试验采用HORIBA SPC-2300颗粒计数器和AVL 472部分流颗粒分析仪测量颗粒物数量(PN),通过对比降怠速再生后的PN与法规限值来判断DPF状态。试验结果表明：随着碳载量的增加，DPF的最高温度和最大温度梯度逐渐增大，而再生效率会随之提升，残余碳载量减少。降怠速再生时，碳化硅载体后端温度高于前端温度，中心温度高于四周边缘温度。碳载量11 g/L时DPF后端中心温度达到1 171℃,再生后进行法规认证循环，DPF对颗粒物的过滤效率显著降低，碳化硅载体出现裂纹，表明碳载量过大，已超过碳载量上限值。     

重型柴油机DPF非线性非稳态碳载量估算方法研究

通常可以使用压差传感器估计柴油机微粒捕集器(DPF)中的碳载量，但其在较低排气流量时的非线性和非稳定状态下，准确性会严重下降。为了提高精度，建立了新的碳载量估算方法，以计算DPF中的炭烟累计量，从而提高主动再生触发时间的精度。该模型基于发动机炭烟排放和DPF内的炭烟氧化平衡，由炭烟排放模型、NO₂被动再生模型和炭烟高温氧化模型3个子模型组成。测试验证是基于全球统一瞬态试验循环(WHTC)进行的。试验结果表明，在载碳形成过程中，碳载量计算值与实测值的平均误差为4.6%。随着排气温度和NO₂浓度增加，被动再生加快，主动再生间隔延长。     

降怠速工况DPF再生温度及排放特性研究

基于某国六柴油机搭建后处理系统试验台架,研究了堇青石DPF在急降怠速(DTI)过程中的主动再生特性,探究了碳载量对DTI再生温度特性的影响以及DTI试验后的DPF瞬态排放特性。结果表明：DTI再生过程中载体内部温度分布极不均匀,峰值温度出现在DPF后端的中环处;碳载量对DTI再生温度及PM和PN排放有显著影响,当碳载量达到7 g/L时,峰值温度达到1 394.1℃,最大温度梯度达到139.0℃/cm, PN排放超过国六限值10倍以上,而PM排放虽有明显升高,仍在较大裕量内满足国六限值。当超过堇青石陶瓷材料的耐受温度和温度梯度极限时,DPF具有很大的熔化和开裂风险,需要合理选取再生极限碳载量以保证可靠性。     

加载减速工况下带有DPF柴油车的颗粒物排放

基于加载减速工况,利用ELPI能够有效研究颗粒物排放状况以及其数目浓度和质量浓度在粒径上的分布,研究证实,这种测试技术具有很高的DPF性能鉴别能力。通过量化分析颗粒物在DPF前后粒径上的浓度分布以及图解DPF前后的浓度差值,可以非常清晰地发现该DPF对于不同粒径的过滤性能,为开发和匹配柴油车颗粒物过滤器提供一种有效的手段。     

二次喷射时刻对 GDI 汽油机颗粒物排放的影响

研究了缸内直喷汽油机在不同二次喷射时刻条件下的颗粒物粒径分布特性。试验工况为最大扭矩转速2000 r／min工况,负荷率分别为10％,30％,60％。试验结果表明：不同二次喷射时刻下,缸内直喷汽油机颗粒物粒径呈单峰分布,低负荷数量峰值在对应的积聚模态70 nm附近。低负荷下,合理优化二次喷油时刻可以降低颗粒物排放;中等负荷时,单次喷射的颗粒物排放远低于二次喷射。     

基于流通阻力的DPF碳载量预测模型研究

精确预测碳载量是目前柴油机颗粒捕集器(DPF)技术应用的关键环节。本文中首先对DPF压差值的主要影响因素进行了理论分析,发现当DPF的物理结构和内部碳载量确定的情况下,其压差主要受排气体积流量的影响,进而提出采用流动阻力值作为特定碳载量下压差与排气体积流量的关系表征。其次,运用GT-Power软件建立DPF一维仿真模型,模拟了DPF内部不同碳载量对流通阻力的影响,分析表明:瞬态工况下DPF压差值受发动机运行工况影响而在较大范围内剧烈波动,但流通阻力值相对较稳定且与DPF内部碳载量呈正相关关系。最后,结合发动机台架试验对DPF仿真模型进行了试验验证,两者吻合良好,最大误差约10%。     

不同颗粒物分布对柴油机颗粒过滤器再生性能的影响

在柴油机颗粒过滤器(DPF)再生过程中,温度升高会使气体进一步膨胀,气体黏度增加,气 体流动阻力增大,导致 DPF再生过程中的压降大于初始压降。使用 AVL-FIRE 软件建立了 DPF的 三维再生计算模型,分别模拟了 DPF再生过程中不同炭烟颗粒分布对 DPF的压降、温度和炭烟密度等因素随再生时间变化的过程。研究结果显示,采用不同的颗粒物分布方式能够降低 DPF再生过程中的压降,其中均匀分布的颗粒物所产生的压降最高。DPF 内部积累的炭烟颗粒越靠近入口处, DPF内部的平均温度越高,达到峰值温度的时间也越短。相同的颗粒物分布类型仅导致峰值温度出现的时间有差异,不会对峰值温度产生影响。由于热量在过滤器末端聚集,因此无论采用何种颗粒物分布类型,都会导致过滤器末端处的炭烟颗粒燃烧速度快于前端。     

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.     

不同海拔下国六柴油机性能试验研究EI北大核心CSCD

基于高原环境模拟试验台架,研究了不同海拔下国六柴油机全负荷和40%负荷工况下的动力性、经济性及排放特性,同时探讨了4 000 m海拔下发动机持续运行在低转速大负荷工况柴油机颗粒物捕集器(DPF)堵塞的可能性。结果表明:全负荷和40%负荷工况下随着海拔的上升,发动机的进气流量、空燃比、有效热效率,排气氧浓度、排气压力呈非线性减小,有效燃油消耗率、排气温度、NO排放呈不同幅度增加;动力性、经济性下降明显,排放性能恶化;全负荷工况对海拔的变化更加敏感,特别是低转速和高转速的性能降幅较大;国六柴油机在4 000 m海拔下持续运行在低转速大负荷工况,DPF内大量颗粒物沉积但再生困难,较短时间内被堵塞。     

公交车用柴油发动机颗粒物排放特性的试验研究

测量了一台公交车用柴油发动机在15种稳态工况下颗粒物排放的数目及质量浓度。分析了各种稳态工况下颗粒物排放浓度随粒径大小变化的分布特征,研究了发动机转速和负荷对颗粒物排放的影响关系。结果表明:该发动机排放的颗粒物主要分布在0~1.58μm之间,而最为集中的分布在28~259nm之间;发动机转速变化对小粒径颗粒物排放浓度的影响比较明显,而大颗粒物排放浓度的变化受发动机负荷的影响更大。     

冷起动及暖机工况下双喷射汽油机燃烧和颗粒物排放试验研究

针对起动-暖机工况下冷却水温和喷射模式对发动机燃烧和颗粒物排放的影响进行了试验研究.试验结果表明:低水温和直喷模式均会使缸内燃烧压力降低;燃烧持续期随冷却水温的变化规律在直喷模式和双喷模式下是不同的;使用双喷模式以及升高水温是大幅度降低PN的两种有效手段,且均能使颗粒物的氧化活化能降低.在起动-暖机阶段随着水温的升高,经过优化后的喷射策略可以使发动机一直处于低颗粒物排放状态,有利于颗粒物的氧化.     

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。     

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。     

柴油车安装颗粒过滤器前后排放对比研究

利用车载尾气检测设备(PEMS)对装有颗粒过滤器(DPF)的柴油车进行了实时油耗排放数据收集,比较分析了车辆安装DPF前后不同工况以及不同速度和加速度区间下的油耗和排放特性.由实验结果发现,DPF对颗粒物(PM)和CO的减排效果十分显著,安装DPF后车辆Ⅰ和Ⅱ的PM分别减少了98%和91%,CO分别减少了94%和60%,而NOr、HC和油耗则略有升高;此外,DPF的减排效果在车辆高速行驶区域达到最佳,并随加速度的增大而升高.     

DOC+DPF对柴油机颗粒物排放特性的影响研究

以某型高压共轨柴油机为研究对象,研究试验样机加装DOC+DPF后处理装置对其颗粒排放特性的影响。结果表明:试验样机连接DOC+DPF后,颗粒物排放显著降低,在中高转速下,转化率平均在97%以上;在中低转速DOC+DPF对积聚态颗粒净化效率高于核模态颗粒,在1030rpm下,颗粒物总数量下降89%,总质量下降33%;在1200rpm下,颗粒物总数量下降96%,总质量下降77%。在1030rpm和1600rpm除了70%负荷外,DOC+DPF前的NO2/NOX比值都高于DOC+DPF后的,DOC+DPF后的NO2/NOX比值随负荷增加先减小后增加。     

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.     

乙醇汽油对车辆颗粒物排放的影响

在符合国Ⅰ、国Ⅲ、国Ⅴ标准的3辆试验车上,分别燃用国Ⅴ汽油、低芳烃E10、低烯烃E10 3种燃料,进行了NEDC和WLTC工况下的常温冷起动排放试验,重点对颗粒物(PM)排放量和粒子数量(PN)进行分析。结果表明:在两种工况下,燃用乙醇汽油相比普通汽油能大幅降低车辆的PM排放,低芳烃E10对国Ⅰ和国Ⅲ车辆PM降低效果最明显,分别下降19%和35%,低烯烃E10对国Ⅴ车辆PM降低效果最好,下降46%;在WLTC工况下燃用乙醇汽油能大幅降低车辆PN排放,其中低芳烃E10平均降低43%,低烯烃E10平均降低32%。     

柴油机DOC+CDPF系统的过滤和再生性能试验研究

基于氧化催化转化器(DOC)+催化型颗粒捕集器(CDPF)系统开展了发动机台架试验,对比系统前后的颗粒物粒径分布,获得了系统的过滤效率,同时也测量了该系统在各稳态工况下的再生效率.研究结果表明:该系统对颗粒物的过滤效率在发动机的各个工况均能达到95%以上;系统前的颗粒物数量浓度呈单峰分布,主要为核模态;系统后颗粒物数量浓度呈双峰分布,峰值分别在10 nm和150 nm左右,且10 nm左右波峰峰值最大;再生效率随着再生温度的升高呈上升趋势,测试系统的起燃温度在250℃以下;再生效率均随着再生时间的增加而增加,但在再生后期明显变缓;在较高的再生温度时,颗粒担载量增大将有利于提高再生速率.     

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。