颗粒物氧化催化转化器对柴油机排放的影响研究

在发动机台架上对一台装有颗粒氧化催化转化器（particulateoxidationcatalyst，POC）的重型柴油机进行了常规气态污染物和颗粒物粒径分布与成分的排放特性试验。利用废气分析仪测量POC前后柴油机的常规气态污染物，利用ELPl分析颗粒物数量粒径分布，采用聚四氟乙烯滤膜采集POC前后颗粒物，并对POC前后的颗粒物质量与成分进行分析。研究结果表明：POC对HC、Co和PM排放降低作用显著。在发动机工作范围内，POC对HC的平均转化效率为54％；在大部分工况对CO的转化效率都在85％以上；对NOx基本上没有影响；对N02和N0之间的比例影响非常大，使NO2排放增长了三倍以上；加装POC后颗粒物数量的平均降低率为49．0％，PM质量比排放量降低了45．2％～89．0％，PM中干碳烟部分减少41．7％～93．3％，SOF部分减少7．8％～97．7％。

DOC+POC对发动机燃用柴油与B20排放颗粒的净化性能研究

对一台车用高压共轨直喷式柴油机,分别燃用纯柴油和B20燃料,在未加装后处理装置的原机和加装柴油机氧化催化器与颗粒氧化催化转化器(DOC+POC)后处理装置的两种状态下,利用EEPS颗粒粒径谱仪,测试其排气颗粒数量排放及其粒径分布。结果表明:未加装后处理装置时,燃用B20燃料的核态颗粒数量排放略高于柴油;而聚集态颗粒的数量排放则低于柴油;加装DOC+POC后处理装置后,排气颗粒数量排放明显下降,颗粒净化效率存在两个较高的峰值,一个在粒径10nm附近的核态颗粒区域,另一个在粒径300nm附近的聚集态颗粒区域。燃用B20燃料时,总的来说排气颗粒数量排放低于柴油,一DOC+POC对多数工况下颗粒的净化效率明显高于柴油。

近后喷射对装载POC柴油机排气颗粒粒径分布的影响研究

基于一台电控共轨柴油机研究了氧化催化型后处理装置(DOC+POC)结合近后喷射策略对排气颗粒粒径分布、数量浓度和颗粒挥发性的影响。发现近后喷射可以显著降低主喷阶段的缸内温度,并提高燃烧后期的温度,有利于DOC+POC后处理装置颗粒去除率的提高;低负荷时,近后喷尽管对积聚态颗粒的影响不显著,但能够显著抑制核模态颗粒的生成;中等负荷条件下,积聚态颗粒数量浓度随着近后喷的引入而显著降低;采用小间隔的近后喷射和加装DOC+POC能够有效去除核模态颗粒以及颗粒物中的挥发性成分。

DOC/POC/SCR组合后处理技术在非电控柴油机排放上的应用研究

在一台经典非电控柴油机上进行了氧化催化剂(diesel oxidation catalyst,DOC)/颗粒氧化转化器(particle oxidation catalyst,POC)/选择性催化还原转化器(selective catalytic reduction,SCR)组合后处理排放控制研究以使其达到国-Ⅴ标准要求,对后处理单元的选择及排布进行了考察。试验结果表明:DOC+POC及SCR单后处理系统仅能使试验发动机排放污染物中颗粒物(PM)或NOx达到国-Ⅴ标准;而DOC/POC/SCR组合后处理系统则可使两种污染物排放均满足标准要求。SCR与DOC+POC排布顺序对污染物去除效率无明显影响。对POC的被动再生研究表明:DOC+POC系统需置于SCR系统前以使排气中NO2量满足POC的连续再生要求,且SCR系统后置也可降低其入口温度,减小温度对涂层的热老化影响。通过陶瓷POC的应用及结构优化设计使得组合后处理系统排气背压控制在25kPa之内,可减少对发动机性能影响。

满足美国EPATier4排放要求的非道路动力技术研究

首先以现有非道路机型4B2系列柴油发动机为基础机型,通过本体的优化设计后,将燃油系统从机械泵升级为电控高压共轨系统,并同时采用废气再循环(EGR)技术以及尾气后处理装置(氧化催化转化器(DOC)+颗粒氧化还原转化器(POC)),以满足美国环保局非道路车辆用柴油机排放标准第4阶段(EPA Tier4)排放限值的要求。