基于缸压信号的柴油机NOx排放建模

在1台缸内直喷、增压中冷柴油机上建立了基于缸压信号的NOx 排放经验模型。利用iCAT采集缸压信号,基于缸压信号计算得到燃烧放热率、燃烧累计放热量,建立了零维双区燃烧模型并由此得到了全局温度、未燃区温度和已燃区温度。结合NOx 的生成机理,从燃烧过程曲线中提取了与NOx 排放相关的燃烧状态参数,并根据固定工况试验分析了燃烧状态参数与排放的相关性,结果表明最大缸压、最大压升率、最大燃烧放热率相位、50％燃烧放热量相位、已燃区最高温度和高温NO生成面积与NOx 排放具有强相关性,可以作为NOx 排放模型的输入。进行了稳态多工况建模和验证试验,根据建模试验建立了NO x 排放的二次多项式模型,通过验证试验验证了所建排放模型的预测精度。结果表明,基于缸压信号的NOx 排放经验模型结构简单,预测精度高,可写入iCAT中用于NO x 排放的实时预测。     

带EGR的两段式VVL发动机点火策略仿真分析

基于GT-Power软件构建两段式可变气门升程发动机性能仿真模型,并对模型进行标定。燃烧模型及外特性计算结果与实测数据吻合,验证了模型的有效性。基于该仿真模型,分析采用大、小两种不同进气门升程时点火提前角对发动机爆震、动力性、经济性及NOx排放特性的影响。无EGR时,使用小进气门升程时较大气门升程有更高的缸内峰值压力和最高缸内温度,更易爆震且NOx排放也更高;在各自爆震边界点火时,两者动力性及经济性相近;EGR增加后爆震趋势减弱。     

基于模型的重型柴油车SCR后处理系统稳态控制策略研究

为满足即将实施的中重型柴油车国Ⅳ排放法规要求,建立了一种基于模型的SCR尿素喷射稳态控制策略,研究了稳态下影响尿素喷射的排温模型、NOx 预估模型、排气流量模型、催化器效率模型和喷射模型,分析了空速比等影响模型性能的重要参数,建立了模型控制的MAP图和数学计算方法。将SCR系统进行了台架试验,研究了ESC工况下NOx 浓度变化趋势。研究结果表明,基于模型控制策略的SCR系统对于降低NOx 排放具有良好的效果,并可以达到国Ⅳ排放法规要求。     

直喷式柴油机有害排放量智能化控制技术

提出了一个NOx排放量简化计算模型，用于对柴油机NOx排放的定性研究和实时排放控制，建立了柴油机排放控制模糊神经网络控制模型，实现了用喷油提前角和变截面涡轮开度2个调节量对NOx排放控制的策略，并在一台高速在喷式车用柴油机上进行了验证。     

基于PCA-GRU的轻型汽油车NOx排放预测

为建立一种轻型汽油车NOx排放预测模型,在昆明市内采用便携式车载排放测试系统（Portable Emission Measurement System,PEMS)对一辆轻型汽油车进行实际行驶污染物排放（Real Drive Emission,RDE）测试;利用主成分分析算法（Principal Component Analysis,PCA）对影响轻型汽油车排放的特征参数进行降维,将降维后的数据作为门控循环单元神经网络（Gated Recurrent Unit,GRU）的输入,建立基于PCA-GRU的排放预测模型,对轻型汽油车的NOx的排放量进行瞬时预测。结果表明,PCA-GRU模型对NOx的预测结果的平均绝对误差为0.133mg/s,绝对系数为0.88,相比于单一的GRU模型,分别提高了42.4%和8.6%。该排放预测模型可以实现对轻型汽油车NOx排放较准确的预测,具有一定的工程价值。     

基于局部线性模型树的高压共轨柴油机排放模型

为研究面向闭环控制的柴油机在线排放模型,以1台高压共轨、涡轮增压中冷柴油机的转速、扭矩、空燃比、燃烧始点、燃烧重心、燃烧终点、最高燃烧温度、最大缸内压力等运转和燃烧的各项参数为基础,运用局部线性模型树对排放物HC,CO,CO2,NOx和烟度进行了仿真研究。研究结果表明,以转速、扭矩、空燃比为输入时,CO,CO2,NOx的仿真结果与试验值具有较好的一致性,以转速、扭矩、空燃比、燃烧重心为输入时,HC、烟度的仿真结果与试验值具有较好的一致性。各排放的期望响应与仿真输出的平均误差在10%以内,线性回归相关系数达到0.96以上。各个排放物的仿真过程单独进行时,可以得到较好的仿真效果。因此,局部线性模型树模型适用于高压共轨柴油机排放物的仿真。     

直喷式柴油机NOx排放特性的模拟计算研究

在广安博之的油滴蒸发准维燃烧模型的基础上，结合生成NOx的化学动力学机理，建立了直喷式柴油机的NOx生成模型。对柴油机运行范围内NOx排放特性进行了试验及模拟计算分析，并分析了喷油正时对NOx排放的影响。     

基于IVE模型的杭州市机动车实际行驶工况下排放因子的研究

首先,利用台架试验对IVE模型中的基础排放率进行地域性差异的修正;然后,利用GPS系统获得杭州市机动车在不同道路类型和时间下的实际行驶工况;最后,应用修正后的IVE模型确定杭州市实际行驶工况下轻型车和出租车的CO和NOx综合排放因子.结果表明,对IVE模型基础排放率的修正能较好地提高模型的模拟精度;在杭州市区高峰期实际行驶工况下,轻型车CO和NOx综合排放因子分别是2.92和1.03g/km,出租车的排放因子分别为轻型车的2.0和1.7倍.     

重型柴油车燃用生物柴油CO2和NOx排放影响因素分析

文章基于底盘测功机法以及中国货车行驶工况(CHTC-HT)测试了国六燃用生物柴油车CO₂和NOx的瞬态实际排放特征,评估了运行工况、冷热启动、环境温度和载荷下对实际排放的影响。在瞬态运行工况下,测试车辆CO₂的排放速率与加速度呈显著正相关,低速加速段的NOx的排放速率急剧增加。环境温度和冷热启动影响样车CO₂和NOx的排放,CO₂的排放主要受到车辆速度和负荷的影响,冷启动阶段、市区、城郊和高速的CO₂平均排放速率分别是3.84 g/s、2.69 g/s、4.92 g/s和7.52 g/s。冷启动阶段的NOx排放占整个测试循环排放的62.9%,急加速阶段,多次出现排放NOx的峰值。载荷对CO₂的比排放的影响并不十分显著,与空载相比,半载的NOx的平均比排放降低了27.1%。测试车辆在市区、城郊和高速的工况下CO₂的平均比排放差异并不显著。市区NOx的平均比排放达到6582.7mg/(kW·h)(空载)、5547.2mg/(kW·h)(半...     

EGR影响高速直喷柴油机NOx和烟度排放机理的研究

设计了基于步进电机的高精度EGR率可变电子控制系统,并利用该系统研究了不同工况下EGR率对柴油机NOx和烟度排放的影响.结果表明,随着负荷的增加,EGR对NOx的抑制效果明显,NOx排放对氧浓度变化的敏感性增强,而燃烧温度的增加是次要因素;随着转速的增加,NOx排放对氧浓度变化的敏感性降低,此时反应时间起主要作用,所以EGR对NOx的抑制效果减弱;烟度排放主要取决于氧的含量,故在各转速下随负荷的增加烟度随EGR率的变化越明显.     

柴油机燃烧放热模式分析

研究了NOx和PM的机内净化方法,试验分析了EGR、高压喷射对柴油机排放的影响规律。在此基础上确定低NOx和低PM两种理想燃烧模式对应放热率参数的阈值。结果表明:NOx净化达到欧Ⅳ标准时,所对应的归一化放热率阈值为0.045~0.049°CA-1;PM净化达到欧Ⅳ标准时,对应的归一化放热率阈值为0.045~0.06°CA-1;二者同时达欧Ⅳ的归一化放热率阈值为二者的交集0.045~0.049°CA-1。     

基于一维/三维模型耦合的富氧燃烧天然气发动机数值模拟

以某1.0L3缸汽油机为基础,利用GT-Power与Converge建立了天然气发动机耦合仿真模型,并利用原机试验数据对模型进行了验证,研究了进气富氧与EGR对天然气发动机性能的影响特性,对利用进气富氧与EGR改善天然气发动机的性能进行了探讨。结果表明,随进气氧气体积分数提高,天然气发动机平均有效压力显著提高,最大可提高22.8%(氧体积分数为28%时);同时缸内温度和NOx排放升高,排气与传热的能量损失增加,燃气消耗率略有升高。加入EGR可以降低富氧燃烧下天然气发动机燃气消耗率,随着EGR率增加,燃气消耗率主要呈先减小后增加趋势;且随进气氧浓度提高,各浓度下最低燃气消耗率对应的EGR率逐渐提高;NOx排放随EGR率增加而逐渐降低,在进气氧体积分数为23%,25%,27%,29%时,EGR率分别为10%,15%,20%,25%即可将NOx排放降到原机水平;利用进气富氧与EGR可以有效地改善天然气发动机动力不足与NOx排放高的状况。     

EGR在内燃机上的应用

EGR是降低内燃机NOx排放的主要机外净化措施之一。文章介绍了EGR技术对抑制NOx生成的理论基础及EGR率的确定原则：阐述了EGR对发动机排放性、动力性、经济性、气缸磨损的影响以及EGR在其他新型燃料发动机的应用。指出随着EGR的增大,发动机NOx的降低效果非常明显,但是烟度、PM和CO的排放都有增加的趋势,对HC的影响不大;同时,随着EGR的增大,发动机的动力性和经济性都有恶化的趋势,特别是对于发动机的动力性降低较明显。     

废气再循环对车用柴油机性能与排放的影响

为了降低车用柴油机的NOx排放，研究了不同工况下EGR率对柴油机性能的影响。试验结果表明，采用EGR可以有效地降低NOx排放。大负荷比小负荷效果显著，但微粒的排放有所增加。小负荷采用EGR时可以改善发动机的燃烧，微粒排放基本没有变化。空燃比是影响微粒排放的关键因素，小负荷宜采用大EGR率，大负荷时宜采用小EGR率，以求在控制NOx排放降低的同时，总的微粒排放不至增加过多。     

改变缸内涡流降低车用柴油机NOx和微粒排放

用喷气式可变涡流进气系统改变车用柴油机气缸内的涡流水平，研究了涡流对柴油机微粒（PI）和NOx排放的影响。结果表明，适度降低低速小负荷工况的涡流水平，在对PT排放影响不大的情况下，可以有效降低NOx的排放量；低速大负荷工况，适度提高气缸内的涡流水平，在不至于过在提高NOx排放的情况下，可以有效降低PT排放量，中速工况涡流水平的变化对PT排放量影响不大，而降低中速小负荷工况气缸内的涡流水平，可以有效降低NOx的排放量。降低高速工况气缸内的涡流水平，可以同时降低PT和NOx的排放量。     

EGR回路喷甲醇在柴油机上的应用研究

在YC6A220C柴油机上进行了进气道喷甲醇结合EGR的试验研究,在保持原柴油机动力性基本不变的基础上,研究了在不同负荷下,选用不同的EGR率和不同甲醇消耗率对原机的动力性、经济性、NOx和炭烟排放的影响。研究结果表明:单纯地使用EGR对于降低NOx效果比较明显,但是难以同时降低炭烟的排放,尤其当EGR率超过30%时,随着EGR率或者负荷的增加炭烟也急剧增加。向回路喷入适量甲醇后,不但可以保证NOx排放减少,而且炭烟排放也可以大幅度降低。在1 500r/min(最大扭矩转速)下,在EGR率为20%~35%,甲醇消耗率为50~70g/(kW·h)范围内,可以同时降低NOx和炭烟排放。发动机的动力性和燃油消耗略有降低,排放水平均低于燃用0号柴油。     

柴油机燃用麻疯树油甲酯的氮氧化物排放特性

研究了柴油机燃用麻疯树油甲酯的NOx排放特性。以1台轻型车用直喷式柴油机为试验样机,分别燃用6种不同生物柴油掺混比例的混合燃油,研究总的NOx排放以及NO,NO2,N2O等NOx主要组分的排放特性。结果表明,燃用各种混合燃油的NOx排放曲线形态较为接近,低负荷时差异较小,随负荷增加,排放差异增大。NOx排放以NO和NO2为主,NO排放随着负荷上升而增加,NO在总NOx排放中始终占有最高比例。NO2排放也占有相当比例,在低负荷时较高,随着负荷增大浓度降低,大负荷高温不利于NO2的生成。N2O排放量极低,在中低负荷时有一定生成量,高负荷N2O排放几乎为0,缸内稀燃低温有利于N2O排放的生成。在同一稳定工况下,随生物柴油混合比的提高,NOx,NO,NO2比排放量呈线性增加,N2O比排放量呈线性降低。发动机燃烧生物柴油后,NOx及其组分NO,NO2和N2O的排放量发生改变,而各自的排放变化规律并未发生变化。     

稀燃汽油机降低NOx排放技术方案分析研究

采用吸附还原催化转化器和三效催化转化器的不同组合,对一台改装的16气门电控燃油喷射稀燃汽油机进行了降低富氧下NOx排放的实验研究。结果表明：三效催化转化器位于吸附还原催化转化器之前的布置方案具有较好的降低稀燃汽油机NOx排放的效果。     

废气进气方式对汽油机性能及NOx排放影响的研究

在一台4气门汽油机上，通过改变再循环废气进入气缸的方式，研究了回流废气对NOx排放以及对发动机动力性、经济性的影响。得到了在试验条件下对应于发动机最佳综合性能时应采取的最佳废气再循环率。     

基于台架重复性的柴油机NOx排放测量影响因素研究

针对某电控高压共轨柴油机排放性能优化过程中出现的问题,基于柴油机试验台架的重复性,进行各参数变化趋势分析以及与NOx排放测量的相关性分析.在此基础上,进行了ESC变工况和持续恒工况的试验验证分析.结果表明:进气相对湿度、进气质量流量及燃油温度变化对ESC循环NOx排放测量的影响很小;在相同试验条件下,发动机进气质量流量...