车用发动机WHTC试验NO_x排放测量结果的不确定度评定

试验针对车用发动机在WHTC循环试验中的NO_x污染物排放,根据试验程序和测量方法建立了NO_x排放的数学计算模型,并通过理论方法对模型中测量重复性、稀释排气流量、排气污染物浓度、NO_x湿度校正系数和实际循环功等各种参数的相对标准不确定度进行了分析,最终得到了NO_x排放的不确定度评定结果。结果表明,WHTC试验NO_x比排放量的合成相对标准不确定度为5%,满足标准法规对NO_x测量的精度要求。从不确定度的评定过程可以看出,在试验时要保证发动机和后处理系统状况良好,工作稳定,并在日常保养时加强定容稀释系统、排放分析系统和发动机测功机系统的标定和维护工作。

WHTC循环评价城市中柴油车尾气排放性能的适应性研究

城市道路路况复杂,汽车发动机大部分时间都工作在ETC循环测试区域以外的工况,从而造成法规排放特性测试结果与整车道路排放试验结果存在很大的差异。而WHTC循环作为欧Ⅵ排放标准中的发动机瞬态排放测试循环,在发动机转速、功率和怠速比例等循环特征参数方面与北京公交道路工况特征参数接近,相较ETC循环,WHTC循环试验结果能更好地反映北京城市公交车辆道路运行时的尾气排放特性。此外,利用WHTC循环试验结果进行发动机排放的调整和再标定,可有效调整发动机低速低负荷区域的污染物排放性能,改善现行法规排放测试区域以外工况点的排放状况。

不同控制策略条件下车用柴油机WHTC和ETC排放比对试验与研究

介绍了国内车用柴油机排放的发展现状和WHTC循环试验,通过采用不同控制策略条件下的柴油机样品进行WHTC和ETC循环试验,并对试验结果进行分析和比较,结合城市车辆的使用状况来说明WHTC循环试验的实际意义和发展趋势。

重型车用发动机WHTC与ETC瞬态测试循环试验对比研究

针对我国原重型柴油机排放标准对道路实际工况覆盖不全面,尤其不能全面反映城市车辆长期低速低负荷状态,北京地标在原GB17691-2005基础上增加对城市用重型车的WHTC循环的要求。本文利用一台国IV排放水平的柴油机,试验分析了同是瞬态测试循环的WHTC与ETC工况点的差异,发动机负荷及工作状态的差异。总结了最终导致两个循环比排放量差异的原因,阐述了增加WHTC对改善城市车辆或发动机排放的意义,以及增加WHTC对排放后处理技术所形成的新的挑战。

柴油机WHTC冷起动过程SCR温度热管理技术研究

研究了低速低负荷工况下可变几何截面增压器(variable geometry turbocharger,VGT)开度、进气门晚关机构(retard intake valve closing auction,RIVCA)和后喷技术对提升选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)后处理器温度的作用,并从温度提升幅度、发动机油耗率和排放等方面对各技术进行了分析比较。试验结果表明,采用后喷技术、增大VGT开度和利用进气门晚关可以有效提高SCR后处理器温度。但相比于后喷技术,增大VGT开度和运用进气门晚关技术造成的油耗损失较小。试验对后喷策略和VGT-RIVCA策略进行了全球统一瞬态试验循环(world harmonized transient cycle,WHTC)冷起动对比试验。试验结果显示,在使SCR后处理器的起燃时间缩减至循环第600s附近时,后喷策略造成的油耗损失为3.5%,而VGT-RIVCA策略造成的油耗损失仅为1.1%。在验证了VGT控制策略的优越性后,通过设定不同VGT开度的对比试验,最终得到了一套优化的VGT-RIVCA控制策略,运用该策略可以使SCR后处理器的起燃时间由1 300s缩减至540s,NOx排放量由1.78g/(kW·h)降低至0.929g/(kW·h),同时发动机油耗仅有1.4%的恶化。

不同海拔下国六柴油机WHTC/WHSC测试循环的试验研究

针对某国六柴油机,采用进排气海拔模拟系统,开展不同海拔条件下柴油机WHTC/WHSC测试循环的试验研究,系统分析不同海拔高度对国六柴油机关键污染物排放的影响,研究柴油机WHTC/WHSC测试循环的异同。结果表明:随海拔升高,发动机循环功降低,且海拔越高,循环功较平原的降幅越大,4000 m海拔,降幅分别为21.1%、16.8%;柴油机关键污染物排放整体呈现增加趋势,其中CO与THC排放先减小后增加,主要与缸内氧含量及混合气均匀度有关;不同海拔下,WHTC/WHSC测试循环对CO、NOx、THC排放的检测能力差异性较小。

SCR排气流量模型应用研究

针对重型柴油机选择性催化还原(SCR)控制系统,基于质量和能量守恒,推导出SCR策略中的排气流量数学表达公式,并应用开发软件D2P MotoHawk建立排气流量模型,通过发动机稳态工况和瞬态工况试验对比排气流量模型计算结果、脉谱控制插值结果与实际排气流量结果。结果表明,稳态过程中排气流量模型计算值与发动机台架测量值最大误差为5%,而脉谱控制模式脉谱插值的排气流量与发动机台架排气流量计测量值最大误差为10%;1 000r/min瞬态加载过程中排气流量计算模型的精度更高,与实际排气流量相比误差在8%以内,而脉谱插值的误差高达18%,WHTC排放循环在满足排放法规的前提下,应用模型控制氨泄漏大幅度降低(50%),平均值仅为8×10-6,尿素喷射总量也降低了2%。

基于欧Ⅵ排放标准的中型柴油机排气热管理试验研究

尾气后处理的转化效率受排温影响,而柴油机中低负荷下排温较低,难以满足要求。以某中型柴油机为对象,针对影响排温的进气节流阀(IAT)、电控废气旁通阀(EWG)和排气背压阀(EAT)进行了中低负荷稳态点控制策略的试验研究。试验结果表明:在满足低排放和低油耗的前提下,仅靠单一排气热管理措施难以提高排温,须两种或两种以上措施合理匹配,共同作用。基于此,提出了可行的排气热管理方案,并在WHTC测试循环下验证了该方案可使试验柴油机在保证经济性和排放的变化在可接受范围内,满足排温要求。

基于欧-Ⅵ柴油机排气热量管理主动控制措施研究

利用发动机台架试验研究了中低负荷稳态工况下进气节流阀、喷油提前角、喷射压力和后喷等排气热量管理主动控制措施对排气温度的影响，并基于欧一Ⅵ排放法规要求的瞬态测试循环（world harmonized transient cycle，WHTC）验证排气温度提升的效果。稳态试验结果表明：与进气节流阀不工作时相比，在进气节流阀开度约15％～20％时排气温度提高了140℃左右，NOx排放减小，PM排放和燃油消耗率均增大；喷油提前角和喷射压力的改变对排气温度影响较小，对NOx排放、PM排放和燃油消耗率影响较大；后喷角度和后喷油量的合理匹配，可以提高排气温度约70℃。wHTC测试循环试验结果表明：排气温度在整个循环内均得到有效提升，怠速工况和低负荷工况提升尤为明显。

基于欧Ⅵ柴油机EGR阀与VGT阀解耦控制策略研究

针对采用PID方法控制废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)和可变截面涡轮增压器(variable geometry turbocharge,VGT)阀开度时出现的进气质量流量和增压压力瞬态响应慢的现象提出了一种新的EGR与VGT解耦控制策略,并进行了试验验证。研究结果表明:由工况点900r/min、200N·m变化至工况点1200r/min、1100N·m的过程中,采用解耦控制策略后,增压压力和进气质量流量的上升时间分别由8.5s和21.3s降至7.9s和16.8s,降幅分别为7.1%和21.1%;稳定时间分别由14.3s和18.3s降至11.5s和15.1s,降幅分别为19.6%和17.5%;WHTC测试循环下,解耦工况点占总工况点的比例达到36.1%,PM比排放和油耗的降低幅度分别为18.9%和5.8%,NOx比排放变化不明显。

柴油机Urea-SCR系统低温控制策略研究

从低温反应动力学的角度出发,建立了一种可适用于低排温工况的可嵌入式模型,对选择性催化还原(SCR)系统氮氧化物(NOx)排放进行准确描述。基于上述研究,提出了一种基于模型的控制策略,并利用Matlab/Simulink软件建立后处理控制单元(DCU)标定平台,以加速SCR系统的标定过程。最后,通过世界统一(WHTC)循环进行验证。试验结果表明:采用新策略可获得高NOx转化效率,同时能降低氨气(NH3)的泄漏量。