欧Ⅳ轿车柴油机关键参数优化与匹配试验研究

在一款标定功率74 kW、配置电控分配泵的欧Ⅲ柴油机基础上,通过采用第二代高压共轨(160 MPa)燃油喷射装置、可变喷嘴截面涡轮增压器(VNT)等技术,并对关键零部件的局部结构设计予以优化改进。对喷油嘴伸出量(NTP)、喷油嘴流量、涡流比和涡轮增压器进行了综合性能匹配试验。结果表明,改进后的柴油机标定功率提升至98.2 kW,排放满足欧Ⅳ法规,并且加装颗粒捕集器(DPF)后,具备从欧Ⅳ进一步升级至欧Ⅴ的潜能。

国Ⅳ柴油公交车上海市道路NO_x和超细颗粒排放

在上海市城区选定道路上开展国Ⅳ柴油公交车实际道路排放试验,研究该车实际道路行驶工况氮氧化物（NOx）及超细颗粒数量排放特征.结果表明：实际道路该车平均速度为20.59kim· h-1,NOx和超细颗粒数量排放因子分别为9.33 g·（km·辆）-1和5.78×1014个·（km·辆）-1;NOx排放主要集中在中高车速（＞35～55 km· h-1）、大加速度（a＞0.5 m· s-2）工况,超细颗粒数量排放主要集中在中高车速、大加速度工况;加速行驶模式下NOx和超细颗粒数量排放较高,不同行驶模式下粒径小于100 nm的颗粒数量排放差别较大.

满足欧Ⅳ/Ⅴ排放法规的柴油机排气后处理技术

从车用柴油机的欧Ⅳ/Ⅴ排放法规出发,指出满足该法规必须采取排放后处理装置,介绍了用以处理NOx排放的稀NOx吸附器(LNT)和选择性催化还原装置(SCR),及控制颗粒物(PM)排放的氧化催化器(DOC)和PM过滤器(DPF),分析了这些后处理装置的主要技术特点及应用情况,并认为今后的后处理装置的发展趋势是不同后处理装置的综合使用。

满足欧Ⅲ/Ⅳ排放限值的FD三效催化剂

将FD三效催化剂与国外现有的商品催化剂进行了比较,结果表明FD催化剂具有良好的初活性和优异的高温耐老化性能。介绍了FD三效催化剂在江淮瑞风商务车HFC6470AH上的欧Ⅲ排放匹配试验情况,分析了净化器的起燃时间特性和排放温度特性。试验结果表明采用紧耦合加主净化器能够达到欧Ⅳ(Ⅰ型)排放限值,采用主净化器能够达到欧Ⅲ(Ⅰ型)排放限值。

利用柴油机尾气后处理技术实现欧Ⅳ排放标准的试验研究

以某4缸增压直喷柴油机为样机,利用专业试验台架,在优化喷油提前角和EGR阀开度的前提下,联合利用氧化催化器(DOC)及微粒氧化催化转化器(POC)技术对柴油机尾气排放进行了试验研究,并总结了DOC和POC技术对柴油机排放的影响规律。试验结果表明,通过优化喷油提前角及EGR阀开度,并且选择正确的DOC与POC的布置形式,完全可以使柴油机尾气排放达到欧Ⅳ排放标准。

矿用防爆柴油机四元组合式尾气后处理系统设计及性能试验

防爆柴油机是矿井辅助运输车辆使用最为广泛的动力源之一,受防爆改造以及井下恶劣环境的影响,导致其尾气污染问题严重,有悖于绿色矿山发展战略。煤矿井下自2020年12月开始实施非道路国III排放标准,但现阶段矿用防爆柴油机尾气净化多采用机内前处理技术,无法满足非道路国IV及更高标准的排放要求。针对防爆柴油机尾气污染严重及净化技术滞后的问题,设计了一种新型四元组合式尾气后处理系统,并通过仿真和台架试验开展了关键部件结构参数优化及尾气污染物净化性能研究。首先,按照煤矿井下防爆要求,超前面向非道路国IV尾气排放标准,设计了一种由氧化催化剂(DOC)、颗粒捕集器(DPF)、选择性催化还原器(SCR)和防爆温控装置(EPTC)组成的防爆柴油机四元组合式尾气后处理系统;采用STAR-CCM+仿真软件对防爆温控装置结构进行传热分析,结果表明:管壁面温度均小于150℃,可满足煤矿安全规程防爆要求。其次,以某型60 kW防爆柴油机为研究对象,基于GT-Power软件分别搭建了DOC、SCR和DPF后处理部件的仿真模型,并对其关键结构参数及净化性能开展正交试验进行优化,确定了尾气后处理系统关键部件的最优结构参数,得到如下规律:污染物的净化效率随DOC和SCR的载体直径、载体长度和通道密度的增大而提高;载体长度和载体直径对DPF捕集效率与DOC和SCR规律一致,而DPF因其特殊的壁流式载体结构,随着通道密度增加,PM颗粒物的捕集效率可始终维持在96%附近。在此基础上,建立了防爆柴油机和后处理系统的耦合模型,开展了防爆柴油机尾气排放污染物净化效率、动力性与经济性仿真试验。最后,研制了四元组合式尾气后处理系统样机并开展台架试验,将试验数据与仿真数据对比分析,结果表明:尾气后处理系统对CO、NO、HC与颗粒物的净化效率分别大于95%、90%、83%以及95%,可满足非道路国IV排放要求;加装尾气后处理系统的防爆柴油机整体输出扭矩平均下降4.83%,整体燃油消耗率平均增加1.19%,对防爆柴油机的动力性与经济性的实际影响较小。

国-Ⅳ中重型电控共轨柴油机EGR技术路线探讨

结合开发一台7 L电控共轨国-ⅣEGR柴油机,从阐述EGR降低NOx排放原理出发,列举了LPL低压EGR、HPL高压EGR等几种基本类型和特点,并进一步详细讨论了EGR阀、EGR冷却器、EGR控制、后处理等系统及其零部件具体技术方案的优缺点,从而探讨中重型电控共轨柴油机达到国-Ⅳ排放、且具有达到国-Ⅴ排放潜力的优化方案。最终按选定的EGR方案试制了样机,并进行了台架试验。研究结果表明:研制的中重型国-ⅣEGR样机,完全达到了预期目标,采用先进的EGR+DOC技术完全能够达到国-Ⅳ排放要求,且经济性能够与SCR柴油机相当。

实现柴油机欧Ⅳ排放标准的试验

以某一四缸、增压直喷柴油机为样机,利用专业试验台架,首先对样机的喷油提前角和EGR率进行了不同工况下的标定,从而使柴油机排放物中NOX的排放量达到了欧Ⅳ排放标准;随后联合利用柴油氧化催化器(DOC)及微粒氧化催化转化器(POC)技术对柴油机尾气排放进行了试验研究,从而使柴油机废气排放物指标完全达到了欧Ⅳ排放标准。通过本试验研究,总结出了实现柴油机欧Ⅳ排放标准一种方法,并总结了此种方法的特点及规律。

面向欧Ⅳ以上法规的柴油机排气后处理技术方案

围绕车用柴油机排放控制这一主题,对欧洲柴油机排放法规的发展趋势进行了综述。介绍了柴油机排气后处理控制技术的前景,对面向世界柴油机排放法规,特别是对满足欧Ⅲ以上法规的柴油机排放控制策略及柴油机排气后处理技术方案进行了探讨。

车用柴油机达到欧Ⅳ排放标准的策略

降低汽车排放,使其达到欧Ⅳ标准,是欧洲各国车辆日趋紧迫的任务,也是世界其它国家或近或远的目标。本文主要从机用燃油、机内净化、机外净化三个方面对车用柴油机达到欧Ⅳ标准提出有效策略。

中重型车用柴油机达到欧Ⅳ、欧Ⅴ标准的技术措施

综述了柴油机达到欧Ⅳ、Ⅴ标准的几种实用技术。介绍了几种可行的和潜在的控制柴油机有害物排放的技术措施,并对各个技术发展的现状、前沿及限制因素做了分析。最后指出了柴油机为满足越来越严格的排放法规所能或应该采取的技术措施。

我国重型柴油机国Ⅳ及未来阶段排放控制技术路线选择分析研究

在全面分析国外主要重型柴油机厂商和排放研究与立法机构欧Ⅳ以后阶段排放技术路线选择的基础上,结合国内国Ⅲ重型柴油机技术现状和研发能力分析,总结出影响我国重型柴油机国Ⅳ及以后阶段技术路线的主要影响因素,包括我国燃油减硫政策、尿素添加站的建设、用户习惯培养、尿素标准的制定和SCR装置防止尿素结冰的问题等。综合分析上述影响因素,认为我国重型柴油机污染控制选择SCR技术更适合中国的国情。

满足国Ⅳ及以上排放共轨供油泵技术发展的思路

介绍了在满足国Ⅳ及以上排放柴油机时,共轨系统供油泵的技术发展思路,对国Ⅳ柴油机的主要技术路线和共轨系统供油泵的技术对策进行了分析,进而对共轨泵的基本结构型式和油量控制方式等关键参数的设计和选型思路进行了详细介绍。

基于欧Ⅴ标准的非道路柴油机废气排放试验研究

随着非道路移动机械用内燃机气体和颗粒污染物排放相关的欧盟条例EU2016/1628的实施,对出口的非道路柴油机排放提出了新的要求。结合某4.33L电控共轨EGR柴油发动机,首先明确了台架试验的工况、试验仪器的参数及要求,然后采用柴油机内净化技术进行了增压器、喷油器、喷油锥角、喷油正时、轨压等参数优化匹配,最后采用机外净化技术,即DOC+DPF+SCR+ASC技术路线进行发动机排放试验,试验研发出满足欧Ⅴ标准的非道路柴油机产品。

汽柴油加氢装置更换催化剂生产国Ⅳ柴油工业实验

随着国家环保要求的日益严格,汽柴油质量升级的进度也在加快。胜利油田分公司石油化工总厂为满足生产国Ⅳ柴油的需要,于2013年在原有汽柴油加氢装置的基础上,更换由抚顺研究院推荐的FHUDS-5、FHUDS-6柴油深度加氢催化剂,生产硫含量小于50 mg/kg精制柴油。经过一段时期的运行,产品达到了设计要求,为全国同类装置的升级改造,提供了很好的借鉴。

双级SCR系统N_(2)O排放特性试验研究

以1台国六重型柴油机为研究对象,搭建了双级选择性催化还原(SCR)后处理系统,对冷态和热态全球统一瞬态(WHTC)循环的N_(2)O排放特性进行试验研究。结果表明:采用双级SCR系统后,柴油机在冷态和热态WHTC循环均产生大量的N_(2)O,且出现明显的排放峰值,冷态循环N_(2)O平均体积分数为22.3×10^(-6),热态循环N_(2)O平均体积分数为24.4×10^(-6)。前置SCR单独工作时,其出口处N_(2)O排放较低,但由于尿素过量喷射,导致尾排处N_(2)O排放峰值较大,热态循环N_(2)O平均体积分数达到13.5×10^(-6)。主SCR单独工作时产生的N_(2)O排放峰值较小,冷、热态循环N_(2)O平均体积分数分别为5.5×10^(-6)和11.2×10^(-6)。通过减少前置SCR的尿素喷射量以控制NH3泄露,同时优化主SCR尿素喷射策略可以有效降低N_(2)O排放。

DOC/POC耦合对柴油机燃用欧Ⅲ/欧Ⅳ柴油尾气排放的影响研究

按照ESC 13工况测试循环,在1台4缸柴油机上进行DOC/POC耦合净化器对柴油机分别燃用欧Ⅲ/欧Ⅳ柴油后污染物净化效果的试验研究。结果表明,燃油油品差异对不装净化器的HC,CO和NOx排放影响极小。耦合净化器对HC和CO的净化率分别达到85%和90%。受油品含硫量影响,耦合净化器对欧Ⅲ柴油PM不起作用,反而会使PM排放增加22.3%,然而对欧Ⅳ柴油的PM可净化45%。综合来看,仍需对该净化器重新设计并优化柴油机燃烧系统才能使该发动机达到国Ⅳ排放标准。

国Ⅳ柴油机压缩空气辅助喷射SCR系统

针对柴油机满足国Ⅳ排放标准需要,探讨柴油机尾气净化的2种可选技术途径,得出SCR技术适合我国市场发展结论,并介绍国Ⅳ柴油机压缩空气辅助喷射SCR系统的组成及工作原理。

YC6L-40欧Ⅳ柴油机燃烧开发

在欧Ⅲ柴油机基础上,研制出满足欧Ⅳ排放的YC6L-40柴油机,该机采用SCR机后处理技术降低NO_x排放,采用机内净化措施控制颗粒排放。燃烧开发采用提高喷射压力,调整喷油提前角,优化燃烧室,减小喷孔直径等措施,使颗粒排放降低70%,并且改善了经济性,与欧Ⅲ柴油机相比,实际使用燃油耗降低6%。

车用柴油机满足国Ⅳ排放技术方案的试验研究

对一款满足国Ⅲ排放的高压共轨柴油机加装废气再循环(EGR)以及氧化催化转化器(DOC)和颗粒氧化催化转化器(POC)进行排放升级,通过台架试验研究升级后的柴油机的排放特性。试验结果表明,改造后柴油机的排放水平达到国Ⅳ排放要求。