进气节流优化对柴油机低负荷循环工况下NO_(x)排放的影响研究

为研究柴油机进气节流对发动机低负荷工况排放的影响,选取某满足国家第六阶段污染物排放标准的6.234 L柴油机,在发动机台架上开展了美国加州低负荷循环(LLC)工况排放试验,并通过低负荷工况下进气节流的方式对发动机控制器(ECU)进行了标定优化,对比分析了优化方案对LLC工况下的排气温度、氮氧化物(NO_(x))排放量和油耗的影响。结果表明:进气节流能够有效提升低负荷工况下发动机排气温度,对LLC工况下的NO_(x)排放具有明显的改善作用。

重型柴油机LLC循环与其他瞬态循环排放特性的对比分析

目前,城市车辆低负荷运行工况占比较多,但较容易被忽视。为深入探究低负荷循环(Low Load Cycle, LLC)排放特性与其他循环的差异,基于重型柴油发动机开展台架排放试验。通过运行LLC、全球统一的瞬态循环(World Harmonized Transient Cycle, WHTC)、中国发动机瞬态循环(China Heavy-duty Transient Cycle, CHTC)试验循环,测取NOx、碳氢化合物(Hydrocarbon, HC)和CO排放体积分数及颗粒数(Particulate Number, PN)排放因子数据,并对比上述3种循环的工况特征、负荷分布、比排放量结果,分析上述循环的高排放工况分布特征,进而对比LLC循环冷热态工况排放特性差异。结果发现:该发动机运行LLC循环时,怠速以及当转矩在400 N·m以下、转速为1 600~2 200 r/min时的工况点比其他循环分布更多,0~5%负荷区间分布占比更高;LLC循环热态NOx比排放量为1 572.13 mg/(kW·h),LLC循环和CHTC循环工况对于NOx排放的要求更为严格,LLC循环的排气温度总体相对偏低;冷态条件使得低负荷、低转速工况的NOx排放增加量尤为明显;LLC与CHTC循环的PN高排放现象主要出现在0~10%负荷区间,CHTC循环在50%~60%负荷区间也存在高排放峰值,WHTC循环PN高排放总体分布相对较为平均;LLC循环的低排气温度会对选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction, SCR)转化效率产生负面影响,且冷启动条件下会进一步加剧,使得NOx排放水平远超WHTC和CHTC循环。

LLC循环下重型车N_(2)O,PN_(10)排放研究

面向未来法规需求,基于低负荷循环(low-load cycle,LLC),对重型车不同负载条件下的氧化亚氮(N_(2)O)、10 nm以上颗粒物数量(PN_(10))以及23 nm以上颗粒物数量(PN_(23))的排放特征进行了试验研究,并使用v-VSP分块聚类模型进行了区域排放分析。结果表明:LLC工况下,N_(2)O排放量随载荷的增大而增加,与排温直接相关;低速区或负VSP区内,N_(2)O排放与载荷呈正相关关系,但在正VSP&中高速区域,过高的载荷反而降低了N_(2)O的排放;PN_(10)和PN_(23)排放均随载荷的增大而增加,且载荷越大,10~23 nm粒径粒子占比越高;中高速&VSP绝对值大的区域内,PN_(10)和PN_(23)有较高的浓度,但PN_(10)和PN_(23)的绝对排放量主要存在于VSP为正的区域;随着载荷的增大,低速&高VSP区域有更多比例10~23 nm粒径粒子。

基于LLC循环的重型车变负载排放特征研究

本文基于低负荷循环(Low-load Cycle,LLC),对重型车不同负载条件下的一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)以及10nm以上颗粒物数量(PN10)的排放特征进行了试验研究。结果表明,LLC工况下,CO排放总量随负载增加而增加,比排放趋势相反;负载升高有利于降低NOx排放;PN的排放随负载的增加而增加,且10-23nm的颗粒物比例也随负载的增加而增加。