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未来世界范围内的船舶和机车废气排放法规要求大幅减少废气中的有害物(尤其是氮氧化物)的排放量。大幅减少尾气排放,同时保持低的燃油消耗也是目前重型发动机和工业用发动机的开发重点。根据从这些开发工作中获得的经验,可以得出结论:严格的排放限值标准不能仅通过一个技术阶段(发动机机内措施/安装排气后处理净化系统)来实现,而必须开发一整套经济有效的手段,其中包括降低发动机本身输出的排放值,辅之以满足要求的高效排气后处理措施。
关于氮氧化物的减排,在重型发动机和工业用发动机领域,当前主要是研究和采用SCR(选择性催化还原)技术。虽然船舶和机车发动机与公路用重型发动机和较小的工业用发动机在具体要求和边界条件方面有显著不同,但是已经取得的经验(尤其是在公路应用领域)仍可用于未来船舶和机车低排放方案开发。
在本文第一部分,将对船舶和机车发动机在排放法规和典型运用边界条件方面与公路用重型发动机和小型工业用发动机进行比较。进一步指出公路用重型和工业用小型发动机应用领域的新技术和发展趋势,包括基本发动机减排方案(EGR、增压、喷油系统等)、后处理技术(柴油机氧化催化器、SCR、主动/被动式柴油机颗粒过滤器、颗粒物氧化催化器等)以及传感器和控制技术。在此基础上,提出适用于船舶和机车应用的技术方案,对于这类应用场合,将考虑具体的边界条件(例如:法规要求、燃油品质及具体运行模式)。
将来把基本发动机与后处理措施结合起来,将会明显增大系统布置和校准方面的难度和工作量。尤其是大型船舶和机车发动机,在最终应用之前对大量金属部件变体进行试验将会受到很大的限制。在这方面,高效开发工具(诸如后处理系统的详细一维模拟,在综合气体试验台上确定催化剂的特性,根据模拟对控制方案和传感器方案进行评估)以及针对公路应用开发的高效标准程序,都可以用来提供可靠的系统布置和校准,同时又可保持短的开发周期和发动机试验时间。 相似文献
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作为欧盟清洁型铁路柴油机研究计划的一部分,德国Tognum集团的子公司MTU从2011年11月开始与德国铁路公司(DB AG)及其他开发合作伙伴进行柴油机实际运行条件下的排放试验。试验所用的柴油机是MTU公司的一台12缸发动机,该发动机达到将从2012年开始生效的欧盟ⅢB级排放标准。试验的目的是获得应对其他即将生效的排放法规的补充信息和新信息。用来进行试验的12V4000R84型柴油机标定功率为1800kW,通过采用优化的机内技术和结合采用颗粒过滤器,达到严格的欧盟ⅢB级排放标准。该型柴油机采用二级增压(装用3台涡轮增压器)和中间进气空气冷却以及冷却式废气再循环技 相似文献
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美国环保局(EPA)的Tier4机车排放标准将于2015年开始实施,机车制造商和运营商正在率先开始确定采取何种途径来达标。可供选择的排放达标途径有:选择性催化还原(SCR)、废气再循环(EGR)、柴油机氧化催化器(DOC)、柴油机颗粒 相似文献
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为了满足美国环境保护署2007/2010年排放法规要求,在颗粒排放控制技术方面,柴油颗粒过滤器(DPF)的再生面临着重大挑战。由于设计DPF、开发再生策略和控制再生过程的复杂性,DPF的再生涉及到多方面的问题。探讨了采用有源再生系统的必要性,论述了再生的主要制约因素及再生策略、化学动力学、排气温度与再生效率之间的折衷关系。众所周知,DPF系统的无源再生十分依赖于发动机排出的氮氧化物/颗粒比,以及整个负荷循环的排气温度。采用向DPF系统喷射辅助燃料来实现催化氧化的方法能成功地提高排气温度,因而有利于DPF的再生。然而,视颗粒氧化的机理而定,这种有源再生方法引起的排气温度升高对再生效率各有利弊。利用发动机试验和反应器台架试验的结果评价了这种再生方法的效果。所得的信息有助于根据发动机的排放特性、负荷循环和DPF的型式,针对不同的使用对象,开发出最佳的再生策略。 相似文献
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概述了2006年以来柴油机排放法规、燃烧和氮氧化物(NOx)以及颗粒整治的发展情况。目前,法规的发展主要集中在欧洲,已提议分别将于2009年和2014年实施轻型车欧5和欧6法规。虽然这些法规没有美国的那么严格,但有助于欧洲车辆适应美国市场。欧洲开始关注2012年及未来的重型车法规。发动机正在取得巨大的进步,如主要针对美国轻型车采取积极开发清洁燃烧的策略。重型车发动机研究更多地集中在传统方法上,并将提供多种发动机及其后处理方案,以满足严格的美国2010年法规。现今的NOx控制研发工作主要集中在用于不同车型的选择性催化还原(SCR)系统。重点是冷态运行、耐久性、二次排放和系统优化。经老化后的稀氮氧化物捕集器(LNT)脱NOx的效率最高可达60%~70%,现正在考虑将其用于轻型车和某些较轻的重型车。对采用一体化SCR来补充LNT的兴趣日益增长,它主要是利用LNT在浓混合气再生期间产生的氨。柴油机颗粒过滤器技术正处于努力优化和降低成本的状态。正在采用先进的管理策略,开发各种新型过滤材料和备选系统结构方案。二次排放问题已经显现,并且正被处理。 相似文献
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