车用柴油机冷EGR+降低PM技术排放试验研究

以一台柴油机为样机,研究了裸机、冷EGR及冷EGR+DOC+POC 3种配置状态的排放特性和POC入口处的排气温度变化情况.结果表明,与裸机相比,冷EGR状态下ESC、ETC循环NOx排放量分别降低了25%和26%,HC及CO增加了50%左右,PM分别增加了24%与16%;与冷EGR状态相比,冷EGR+DOC+POC状态下NOx排放量没有明显变化,PM、CO及HC,在ESC循环分别降低了56%、80%及91%,在ETC循环分别降低了50%、70%及86%.     

采用低温等离子体同步净化柴油机PM和NO_x(一):物理仿真

为了实现对柴油机尾气中PM和NOx的同步去除,将静电旋风捕集技术与等离子体协同烃类选择性催化还原技术(Plasma/HC-SCR)相结合开发了一套柴油机后处理原理性试验装置。该装置集柴油机PM的静电捕集、PM的氧化燃烧、NOx的选择性催化还原于一体,对在富氧条件下利用烃类选择还原催化和静电旋风捕集同步去除柴油机PM和NOx进行了利用可控标准气体的模拟试验研究,得到了净化效率随相关参数之间的变化规律。在单纯的等离子体环境下,NO浓度降低,NO2浓度增加,但总的NOx基本保持不变;使用催化剂的同时辅助等离子体可以使NO的峰值转化率所对应的温度向低温区偏移50℃左右;催化剂、等离子体、还原HC对于降低炭烟的起燃温度都有影响,同时使用可以使炭烟的起燃温度最低降低到280℃。此装置实现了柴油机PM和NOx的同步去除。     

微粒氧化催化器与催化型燃油添加剂联合降低重型柴油车微粒排放的试验研究

在低、中、高3种转速及不同扭矩的工况下对重型柴油车进行了PM排放试验,对比了微粒氧化催化器(POC)+柴油机氧化催化剂(DOC)和POC+燃媒催化型燃油添加剂两种PM净化方案。试验研究表明,添加剂最佳添加质量分数为90×10-6,添加剂可替代DOC与POC联合净化PM,并得到较为理想的净化效果。     

柴油机大客车排放的机外净化技术

柴油机大客车的机外净化技术的装置主要是为了减少微粒、HC、CO和NOx等有害气体,可以采用的如下具体结构来完成：微粒捕集器和再生微粒捕集器、氧化催化转化器、NOx还原催化转化器。     

DOC辅助DPF再生的二次污染研究

在氧化型催化转换器(DOC)前端的排气管中喷入柴油,通过提高柴油机尾气温度、燃烧并去除柴油机微粒捕集器(DPF)中的PM,实现了DPF再生。对整个再生过程中尾气成分进行分析和计算,发现碳氢化合物(HC)为主要二次污染物,且排放相对较大。通过试验方法,分别研究喷油流量和喷油时DOC前端排气温度对再生过程中HC排放的影响,并依此提出保温处理、分阶段喷油和低速再生等三项优化措施。优化后再生过程中HC排放降低了68%,且燃油经济性提高了21%。     

分子筛对汽油机冷起动HC排放捕集效果研究

利用发动机台架模拟汽车冷起动工况,研究了不同结构和尺度的沸石分子筛对汽油机冷起动HC捕集过程的影响,并提出了评价HC捕集器性能的指标。根据捕集器与三效催化转化器的串联应用效果,指出了两者之间匹配的重要性。研究结果表明,颗粒型沸石分子筛的大小对HC捕集过程影响不大;而整体蜂窝型捕集器的HC捕集效果明显优于颗粒型捕集器,具有很大的研究潜力。     

EGR对高压共轨柴油机小负荷工况燃烧过程及排放性能的影响

以某轻型车用高压共轨柴油机为样机,研究了在小负荷工况条件下,EGR率对柴油机排放、燃烧过程及燃油消耗的影响。试验结果表明:EGR减小了缸内最高燃烧压力及压力峰值,使压力升高率略有增加,降低了瞬时放热率与峰值,延长了燃烧持续期,降低了缸内温度峰值及平均温度。在小负荷工况,EGR可以同时有效改善NOx,HC及CO排放,当EGR阀全开,EGR率为42%时,NOx排放降低了38.7%,HC降低了39.6%,CO排放降低了21.3%;PM排放先随着EGR率增加而减小,EGR率超过某一值后,PM排放增加,整个PM排放曲线呈现"鱼钩"状变化趋势。EGR对小负荷工况燃油耗性能影响不大。     

满足第3阶段摩托车排放标准的排气后处理技术

摩托车要满足第3阶段排放标准需要解决冷起动时HC的排放问题。根据欧美各大公司对汽车冷起动排放控制的实践来看,一般单独的快速起燃技术和HC捕集催化技术就可以胜任。密耦型催化净化器和HC捕集催化剂有望成为我国摩托车满足第3阶段排放控制的主流技术。     

红旗轿车用氧化型铂(Pt)催化剂及其反应器的研究

本文讨论了蜂窝状铂催化剂的制备工艺和催化反应器的设计,分析了各种因素对铂催化剂转化率的影响。通过发动机台架及整车试验表明,铂催化剂具有点火温度低、转化率高、排气阻力小、结构强度高、拆装方便等优点。铂催化剂至少有三万公里的寿命,三万公里前的初期转化率CO、HC均在95%以上;三万公里后的转化率分别为90%、80%以上。能满足汽车排气净化的使用要求。     

柴油轿车燃用不同替代燃料的排放特性研究

对某款满足国Ⅳ排放要求的柴油轿车分别燃用国Ⅱ柴油、体积混合比分别为 10%的国Ⅱ柴油-生物柴油(B10)和国Ⅱ柴油-天然气制油混合燃料(G10),以及沪Ⅳ柴油的排放特性进行了试验研究.结果表明,与国Ⅱ柴油比较,燃用 B10 的柴油轿车 CO、PM 和 CO<,2>排放降低,NO<,x>和 HC+NO<,x>排放略有增加;燃用 G10 的柴油轿车CO、NO<,x>、HC+NO<,x>、PM 和 CO<,2>排放降低;燃用沪Ⅳ柴油的柴油轿车 CO、NO<,x>、HC+NO<,x>和 PM 排放降低,CO<,2>排放与国Ⅱ柴油相当.     

Heat exchanger/catalytic system for reducing the exhaust emissions from diesel engines

A system has been researched over the past 3 years for reducing the exhaust pollutants from diesel engines for light commercial vehicles. The system researched achieves Euro 6 standards for reduction of polluting gases (CO, HC, PM, NO). It consists of 4 main sections: 1. A heater and heat exchanger (HE); 2. A CO/HC oxidising catalyst (D°C); 3. Pt catalyst on a diesel particulate filter (DPF); 4. A NO reducing reaction (SCR) within the DPF. The system operates as follows. The exhaust gas contains oxidising gases, namely both O₂ and NO₂. The levels of CO and HC are oxidised by O₂ to CO₂ for temperatures above 200°C. Carbon (PM) is oxidised to CO₂ by NO₂ but requires a temperature above 250°C. The operating exhaust temperature of 300°C is ideal for the removal of NO by using the Pt catalyst and the CO generated within the DPF. The heater is required to be able to raise the exhaust temperature at any time to 300°C in order to optimise the performance of the system, since diesel engine exhaust temperatures vary between 160°C (slow speeds) to 350°C (high speeds). Considerable heat is required (??3 kW) to maintain the exhaust gas for a 2l engine at 300°C for engine idle conditions. Therefore a heat exchanger is required to re-circulate the input heat and thereby reduce the maximum power consumption to a maximum of 500W over the engine full operating test cycle. This energy is supplied by the engine battery and alternator. Experimental results have been obtained for the exhaust from a Kubota diesel engine and the reductions in exhaust emissions of 83% (CO/ HC), 58% (NOx) and 99% (PM) were obtained. The PM was continuously cleaned so that there was no build up of back pressure.     

利用柴油机尾气后处理技术实现欧Ⅳ排放标准的试验研究

以某4缸增压直喷柴油机为样机,利用专业试验台架,在优化喷油提前角和EGR阀开度的前提下,联合利用氧化催化器(DOC)及微粒氧化催化转化器(POC)技术对柴油机尾气排放进行了试验研究,并总结了DOC和POC技术对柴油机排放的影响规律.试验结果表明,通过优化喷油提前角及EGR阀开度,并且选择正确的DOC与POC的布置形式,...     

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。     

GTL燃料发动机的性能及排放特性

进行了柴油机燃用柴油、天然气制油GTL燃料及GTL-柴油混合燃料(GTL燃料体积分数分别为10％和20％)的外特性、负荷特性和ESC十三工况试验,研究了柴油机燃用GTL燃料的动力性、经济性和排放特性.试验结果表明:与燃用柴油相比,随着GTL燃料比例的增大,柴油机排放逐渐降低.燃用GTL燃料时的外特性功率和扭矩与柴油相当...     

车用柴油机氧化催化转化器的试验研究

对车用柴油机氧化催化转化器进行了发动机台架试验研究。结果表明,加装氧化催化转化器后,柴油机烟度、CO,HC和PM排放显著降低,对其动力性能、经济性能和NOx排放影响则很小。分别燃用含硫体积分数不大于500×10-6和350×10-6两种柴油的结果表明,燃油硫含量对氧化催化转化器的性能有一定的影响。     

部分加氢生物柴油改善柴油机的燃烧与排放（双语出版）

部分加氢工艺可显著提升生物柴油的氧化安定性,同时改善燃料的着火性能,是提高生物柴油品质的有效途径。以Raney-Ni为催化剂,异丙醇为供氢体,在85℃的水环境下对大豆生物柴油进行催化转移加氢试验,得到部分加氢生物柴油,并以传统柴油作为参照,分别制备B20（80%传统柴油+20%生物柴油）和PHB20（80%传统柴油+20%加氢生物柴油）,在186FA型柴油机上进行发动机性能试验,并使用燃烧分析仪、尾气分析仪和烟度计等仪器探究加氢生物柴油对柴油机燃烧过程及排放性能的影响。研究结果表明：柴油机燃用柴油、B20及PHB20的当量燃油消耗率基本相当;在标定工况下,尽管加氢生物柴油运动黏度略有升高而不利于燃油雾化,但其十六烷值较高更易于燃烧,在燃料特性的综合影响下,与柴油机燃用柴油相比,B20和PHB20的着火时刻依次提前了0.8 °曲轴转角和1.4 °曲轴转角,瞬时放热峰及最大爆发压力亦随之提前,但最大放热率和最大爆发压力依次略有降低;在标定工况下,与燃用柴油相比, B20的HC,CO和烟度排放分别下降了9.9%、9.3%和15.2%,NO_x排放上升了8.5%;而PHB20的HC,CO和烟度排放分别下降了12.4%、13.5%和17.1%,NO_x排放上升了6.7%;综合可见,PHB20改善柴油机燃烧及排放的效果优于B20。     

CNG—柴油双燃料电控发动机试验研究

将高压共轨柴油机改装成CNG—柴油双燃料电控发动机,利用自行开发的快速原型控制系统来控制天然气的燃烧,保证天然气掺烧后发动机的动力性和燃用纯柴油时保持一致。分析了天然气掺烧替代率在不同负荷时对有效热效率和有害排放物(CO,HC,NOx)及烟度的影响。结果表明:天然气掺烧替代率可以达到80%左右;掺烧后的有效热效率在中低负荷时要低于燃用柴油,高负荷时和燃用柴油一致;掺烧后的烟度明显降低,HC排放明显升高。     

基于PEMS的混合动力客车发动机启动/停止对排放影响的研究

在中国典型城市公交循环工况下,采用车载排放测试技术,以纯柴油模式的怠速排放水平作为比较基准,对某一大型混合动力客车发动机的启动/停止(S/S)对排放特性的影响进行了研究.试验结果表明:从排放总量上看,混合动力汽车的HC、CO、NO_x、CO_2和PM的排放量都比纯柴油模式低;而混合动力模式S/S阶段的HC、CO和NO_x的排放量要比纯柴油模式怠速排放量低;但是PM排放量相反,混合动力发动机在启动和停止时都出现排放峰值;从控制PM排放量来说,该混合动力客车停机时间应长于7s.     

Morphology and oxidation kinetics of CI engine’s biodiesel particulate matters on cordierite Diesel Particulate Filters using TGA

The impact of small compression ignition (CI) engine operation conditions and fuel properties on diesel and biodiesel particulate matters (PMs) quantity using opacity smoke meter is investigated. The biodiesel engine’s PMs are around a half of diesel engine PMs under the same engine operation conditions. Morphology of both engine’s PMs are also studied using a Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM) and image processing method. The average primary nanoparticle sizes of diesel and biodiesel engine’s PMs are approximately 34 nm and 32 nm, respectively. The result shows that engine operation condition and fuel property are strongly impact on the quantity and size distribution of primary nanoparticles emission. PM oxidation kinetics on conventional cordierite Diesel Particulate Filters (DPFs) powders by Thermo-gravimetric analysis (TGA) is also successfully studied. The calculated apparent activation energies of biodiesel engine’s PM oxidation on conventional cordierite DPFs powders are lower than that of diesel engine’s PM and carbon black because of unburned oxygenated molecule. The calculated apparent activation energy of biodiesel engine’s PM and diesel engine’s PM oxidize on conventional cordierite DPFs powders with pure air are in the range of 109 ~ 131 kJ/mole and 117 ~ 130 kJ/mole, respectively. It might be expected that smaller primary nanoparticle size of biodiesel engine’s PMs and bio-oxygenate unburned hydrocarbon can promote more PM oxidation rate during vehicle’s DPF regeneration process.