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。     

空气辅助和无空气辅助SCR系统尿素喷雾特性的对比试验研究

利用高速摄影技术,对空气辅助和无空气辅助两种典型的柴油机氮氧化物(NOx)选择催化还原(SCR)尿素喷射系统,在常温常压下的尿素喷雾特性和在定容燃烧弹内对空气辅助喷射系统在不同温度下的尿素喷雾特性进行了可视化试验研究.结果表明,随着尿素溶液喷射速率的提高,空气辅助喷射系统的喷雾贯穿距增大,喷雾锥角变小,且随着环境温度的上升贯穿距明显减小,发生碰壁现象的可能性减小;而无空气辅助喷射系统的喷雾形态则基本不受喷射速率的影响.应用粒子动态分析仪(PDA)对两种喷射系统的喷雾粒径分布进行的测试结果表明,空气辅助喷射系统的喷雾液滴粒径明显小于无空气辅助喷射系统,因而具有良好的喷雾特性.     

基于SCR技术的尿素供给系统设计

针对SCR技术设计了一种以压缩空气为动力源的尿素供给系统,用于实现尿素存储和精确、连续喷射等功能。系统功能验证试验和发动机ETC试验的结果表明,该系统的尿素喷射精度能满足目前SCR系统对尿素喷射的要求。     

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。     

柴油机SCR系统控制策略研究与软件设计

为有效地降低柴油机排气污染物NO_x,结合模块化设计思想,在Matlab/Simulink环境下完成SCR控制软件的开发。软件主要包括数据管理模块、SCR状态模块、尿素量计算模块和任务模块,其中尿素量计算模块采用基本尿素喷射量计算、尿素量修正和闭环反馈调节的组合方式提高尿素量计算精度。软件经代码生成后刷写至SCR控制器DCU中,在试验台架上完成ESC和WHTC循环测试。试验结果表明:在ESC和WHTC试验循环下,NO_x转换效率分别高于79.09%和72.35%,经催化还原后排放值分别低于1.836g/(kW·h)和2.147g/(kW·h),满足国Ⅴ法规的限值要求。     

商用车SCR系统尿素结晶对策研究

文章总结了商用车应对SCR系统尿素结晶堵塞的常用的对策:尿素罐使用发动机防冻液来加热,应对温度不是太低的地方没有问题;供回液尿素管采用电加热的方式,可以解决寒冷地区尿素结冰的问题;通过标定喷射量优化降低结晶物,可以解决尿素结晶影响系统使用的难题。     

博世DENOX 2.2 SCR系统尿素泵使用维护与故障诊断

博世DeNOx2.2尿素喷射系统主要包括尿素供给单元(尿素泵)、尿素喷射单元(尿素喷嘴)、尿素箱、尿素管路及喷射控制单元(DCU)。博世DeNOx2.2系统没有单独的DCU,DCU的功能集成在发动机ECU。DeNOx 2.2尿素喷射系统原理示意图如图1所示。     

中重型柴油机SCR系统集成匹配研究

针对高紧凑高效清洁柴油机的开发,选取了SCR后处理技术路线,为了实现国Ⅴ的排放指标要求,分别进行了SCR催化剂及催化器载体的分析与匹配,SCR尿素喷射系统的匹配标定研究,并通过三维仿真分析方法以及尿素喷射水解、热解和化学反应动力学理论完成了喷射管路布置方式的优化设计及SCR系统转化效率的计算与验证。通过发动机台架试验验证了通过上述方法匹配的SCR系统可以满足国Ⅴ的排放指标要求。     

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.     

浅析柴油车尾气管尿素结晶分析及预防措施

针对柴油车SCR系统开发及应用过程中出现的尿素结晶问题展开研究。首先对尿素结晶成分进行特性分析,研究尾气管壁面温度对尿素结晶的影响,并对减少尿素结晶的生成进行探索,结果表明:优化尾气管布置,修正低温下尿素喷射量,提高尾气管壁面温度,可有效减少尿素结晶的生成。     

高压共轨燃油系统后喷射控制研究

根据柴油机后喷射作用机理,以有效降低燃烧噪声、减少排放为目的,分析设计高压共轨燃油喷射系统后喷射控制策略,解决后喷射控制中有关喷射协调、后喷射量、喷射起始时刻、喷射器作用时间和喷射释放以及相关参数修正等问题。     

改性脲醛树脂在高黎贡山隧道1号竖井注浆堵水中的应用

为解决富水花岗岩、高角度裂隙发育、高承压水等复杂地质条件下铁路隧道竖井施工安全及工期问题，在采用普通水泥和超细水泥等水泥基材料注浆效果不能满足施工需求的情况下，通过试验和方案对比后采用改性脲醛树脂材料进行注浆堵水，其浆液注入量、注浆孔剩余水量、井壁漏水量较普通水泥和超细水泥均有较大优势，能够更好地保证注浆效果，大大降低竖井施工淹井的风险； 同时，使用改性脲醛树脂注浆可以减少单孔复钻复注次数，节约钻孔、注浆时间。该材料成功用于高黎贡山隧道1号竖井建井施工中，有效解决了600 m以下深度竖井施工注浆堵水难题，杜绝了淹井风险，确保了竖井施工安全到底，使控制性工程工期得到了有效保障。     

喷水对氩气循环天然气发动机爆震及热效率的影响分析

基于一台汽油/天然气两用燃料的涡轮增压三缸发动机，建立 GT-Power仿真模型，研究喷水对准氩气动力循环发动机工作过程的影响。结果表明，在低负荷工况下，喷水后缸内的温度和压力都下降；增大水气比 （水和甲烷的质量比） 和推迟点火则传热损失减少但排气损失增加，存在热效率提升的较宽水气比范围和最优的水气比，推迟点火时刻和喷水对于爆震有良好的抑制作用。在大负荷爆震工况下，喷水能够显著抑制爆震，提前点火时刻可以得到更优的燃烧效率，喷水可使制动平均有效压力 （Brake Mean Effective Pressure，BMEP） 为0.6 MPa时指示热效率提高0.2%、有效热效 率提高0.1%，0.8 MPa工况的指示热效率提高0.4%、有效热效率提高0.2%，1.2 MPa工况的指示热效率提高1.2%、有效热效率提高0.8% （水气比为1工况相对于水气比为0.4工况）。结合低负荷工况和高负荷工况的表现，发现喷水能有效抑制发动机的爆震，并能提升发动机的热效率。     

柴油机DOC辅助DPF再生燃油喷射规律的优化

为了有效降低柴油机颗粒捕集器(DPF)再生过程产生的二次污染物,优化了催化氧化反应器(DOC)辅助DPF再生的燃油喷射规律。采用AMESim建立了DOC和DPF模型,在Simulink中建立了发动机排放和DPF再生控制模型,将两个软件耦合搭建联合仿真平台。对模型进行了验证,提出了先缓后急的燃油喷射规律。结果表明:660是较为理想的DPF再生温度,优化后的燃油喷射规律能够大幅降低DPF再生的二次污染。     

柴油机燃烧压力波动特性的试验研究

测量了发动机燃烧过程,分析了燃烧过程中出现的压力波动现象。研究表明,随着转速、负荷、供油提前角等参数的变化,柴油机的滞燃期发生了改变,从而影响了滞燃期内产生可燃混合气的量,导致了缸内压力波动。     

Effects of Injection Timing on Transient Performance of A Regulated Two-Stage Turbocharged Diesel Engine with Turbine Bypass Valve

The object of this paper is to reduce soot emissions under typical 5s transient conditions of constant speed and increasing torque. And effects of fuel injection timing on combustion and emissions parameters were experimentally and numerically studied in a regulated two-stage turbocharged diesel engine with a turbine bypass valve (TBV). The test results indicated that: the smaller TBV opening could improve deterioration of smoke emissions and BSFC at medium and heavy loads. Afterward, the full-stage injection timing (FSIT) strategies (delaying injection timing during the entire transient process) could reduce soot and NO_X emissions simultaneously. However, when TBV opening became larger, smoke emissions and BSFC were deteriorated gradually. Moreover, the sectional-stage injection timing (SSIT) strategies (advancing injection timing from 10 % load to a preset load and delaying injection timing from the preset load to 100 % load) could markedly reduce soot emissions by 75.8 % with TBV opening 20 %; the degradation of fuel consumption could be effectively suppressed. Finally, coupling the SSIT strategies with the TBV control strategies could significantly improve the transient performance.     

TGDI 发动机超级爆震特性研究

研究了单次喷射及二次喷射对涡轮增压直喷汽油机某工况下超级爆震的影响,分析了二次喷射策略下进排气凸轮相位、进气温度、点火提前角、空燃比、发动机水温及曲轴箱通风系统对超级爆震的影响情况。结果表明,采用适当的二次喷射策略能有效抑制超级爆震的发生,增加发动机水温,降低混合气空燃比,适当提前排气相位可以减少超级爆震的频次,进气温度及点火提前角对超级爆震现象的改善不大。     

柴油机控制用TPU微码开发

在基于MPC561单片机的柴油机电控单元平台上,开发了一个TPU微码程序,该程序具有曲轴转速信号处理和喷射脉冲输出的功能.使用Visual C++开发的上位机工具,能够把该程序集成到发动机管理系统中.试验表明,基于该TPU微码程序开发的柴油机电控单元,能够准确地进行发动机角度同步和喷射控制,并且能够有效地减少CPU负荷...     

EGR对柴油-天然气双燃料发动机稀燃的影响

在一台由柴油机加装天然气供给系统改装而成的双燃料发动机上进行试验,分别研究了EGR率和过量空气系数(a)随喷油提前角变化对双燃料发动机的影响。结果表明:当EGR率为0时,a过大导致热效率降低。增大喷油提前角使着火提前,燃烧得以改善,最大压力升高率和最高燃烧压力提高,热值折合燃料消耗率降低。喷油提前角一定时,最大压力升高率、最高燃烧压力随EGR率的增大先升高后降低,热值折合燃料消耗率先降低后升高,EGR率为20%时热值折合燃料消耗率达到最低值。采用EGR技术能有效降低NOx排放,但HC,CO,CH4和炭烟排放随着EGR率的增大而增大;增大喷油提前角使缸内柴油预混燃烧比例增加,HC,CO,CH4和炭烟排放降低。因此,采用EGR时应适当增加喷油提前角。