COMPOSITIVE EMISSION CONTROL SYSTEM OF GASOLINE VEHICLE

The working principle of a kind of compositive emission control system is inquired into, which includes exhaust heater, secondary air supplement, exhaust gas recirculation （EGR）, thermal reactor and catalytic converter, etc. The purification effect of CO, HC and NOx emission of the gasoline spark ignite （S.I.） engine is studied. The entire vehicle driving cycle tests based on the national emission standard and a series of the gasoline engine-testing bench tests including full load characteristic experiment, load characteristic experiment and idle speed experiment are done. The results show that the system has a very good emission control effect to CO, HC and NOx of gasoline engine. The construction of the system is very simple and can be mounted on the exhaust pipe conveniently without any alteration of the vehicle-use gasoline engine.

氨替代率对柴油发动机的燃烧及排放性能的仿真

内燃机引入氨燃料,有利于减少汽车污染物排放。该文研究了掺氨后的柴油发动机的燃烧品质以及污染物排放性能。针对某商用车柴油发动机,采用发动机缸内Converge仿真分析软件,建立三维仿真模型,分析掺氨能量比为0%~40%的5组燃料的燃烧及排放性能。结果表明:随着氨替代率的提高,发动机滞燃期有延长趋势,燃烧持续期先缩短后延长,缸内平均温度、缸压下降;CO、NO和碳烟排放显著降低,氨替代率为40%时,CO排放量降低了41.6%,NO排放量降低了68.7%,碳烟排放量降低了17.2%。因而,柴油发动机掺氨燃烧可有效降低排放水平,但需要控制氨能量比例在合理范围以防止燃烧恶化。

被动预燃室燃烧策略对汽油机缸内燃烧及排放特性的影响研究

随着全球排放法规和节能政策日趋严格,汽油机面临巨大挑战,如何实现汽油机高效超低排放成为当前迫切需要解决的技术难题。预燃室湍流射流点火是提高汽油机热效率和降低污染物排放最有前景的技术之一。本文通过耦合详细化学反应机理的三维流动仿真分析,系统研究了稀薄燃烧极限拓展和点火正时对热效率的影响。研究结果表明,被动预燃室相较于火花点火可以有效拓展稀燃极限,提高发动机热效率和降低污染物排放。在过量空气系数为1.5时,最高指示热效率为47.24%,相较于原机提高了11.89%;NOx和Soot较原机也相应减少29.27%和98.76%。

低压废气再循环对阿特金森汽油机性能影响的试验研究

基于一台带有低压废气再循环(LP-EGR)系统的2.0 L自然吸气阿特金森(Atkinson)汽油机开展了不同废气再循环(EGR)率以及EGR与可变气门正时(VVT)耦合对发动机性能影响的试验研究。结果表明:LP-EGR可以抑制爆震,降低泵气损失,提高汽油机热效率,并减少NO_(x)排放;在该发动机最高热效率点,设置27%的EGR率可使有效燃油消耗率改善7.4%;在中负荷工况点,随着EGR率的提高,燃烧稳定性逐渐变差,有效燃油消耗率先变好后变差;在外特性工况点,通入再循环废气导致充气效率下降,动力性下降。此外,研究发现,VVT与EGR对阿特金森汽油机燃油消耗率的影响存在耦合效应。

小型通用汽油机颗粒物排放与汽油机颗粒捕集器净化研究

以一台小型发电机用汽油机为样机开展颗粒物排放特性研究,探究汽油机颗粒捕集器(gasoline particulate filter,GPF)对排气颗粒物的净化特性。设计六工况排放试验循环,测试汽油机在匹配与未匹配GPF两种状态下的颗粒物排放。研究发现原机颗粒物数量(particle number,PN)比排放为3.7×10^(12)个/(kW‧h),颗粒物质量(particulate mass,PM)比排放为2.2 mg/(kW‧h)。PN、PM排放均随负荷升高呈先下降再上升趋势,低负荷时排放浓度最高,中等负荷最低。粒径小于312.7 nm的PN之和占总PN的99.5%以上,大于312.7 nm的PM之和占总PM的91.4%~98.7%,表明超细微粒子数多,但质量占比小。PN排放浓度随颗粒物粒径增大而降低,而PM排放浓度在低负荷时随粒径增大先增加后降低再增加,中高负荷时则随粒径增大而增大。安装GPF对PN的综合净化率为73.7%,对PM的综合净化率为59.7%。GPF对粒径在50 nm以下的核态粒子的捕集效率高于粒径更粗的积聚态和粗糙态粒子。

汽油添加剂对发动机燃烧和排放特性的影响

随着汽车排放法规的逐渐严格,高效和清洁成为了发动机燃烧技术和燃料技术的发展目标。汽油添加剂可以增强燃油的使用性能,有助于提升发动机的燃烧效率和控制排放。本文以汽油添加剂中的清净剂、减摩剂、助燃剂为关注点,围绕上述汽油添加剂对发动机燃烧和排放的影响进行了综述。研究表明,汽油清净剂通过清除和抑制发动机积碳,减少了一氧化碳(CO)、碳氢(HC)和颗粒物(PM)的排放,改善了燃油经济性;清净剂的添加浓度存在最佳值,过低或者过高的添加浓度并不能有效控制发动机积碳。助燃剂促使汽油燃烧更迅速、更完全,使得污染物排放降低,发动机动力性提升;汽油减摩剂会在活塞环与气缸之间形成液膜,减小发动机运动部件之间的摩擦损失,使得发动机的燃油经济性得到小幅提升。

汽油理化特性对整车经济和排放性能影响

采用主成分分析法,研究了汽油12种理化特性对整车新欧洲驾驶循环(NEDC)下经济和排放性能的影响,发动机为气道喷射汽油机.结果表明:汽油12种理化特性可降维为3个主成分,第一主成分得分与蒸气压呈负相关,与密度、初馏点、5%蒸发温度(T_(5))、10%蒸发温度(T_(10))、终馏点、芳烃含量和研究辛烷值(RON)呈正相关.第二主成分得分与重芳烃含量和90%蒸发温度(T90)呈负相关.第三主成分得分与烯烃含量呈正相关.提高燃油的蒸气压,降低燃油的密度、初馏点、T_(5)、T_(10)、芳烃含量、终馏点和RON,可以降低车辆在市区驾驶循环(UDC)和NEDC下的CO_(2)排放(最高降幅为18.14%)以及车辆在UDC下的百公里油耗(最高降幅为14.80%).降低燃油的烯烃含量可以降低车辆在UDC、市郊驾驶循环和NEDC下的NOx排放,最高降幅为32.61%.

过渡闪沸喷雾对缸内直喷汽油机性能影响研究

利用CONVERGE软件仿真分析了缸内直喷汽油机中速大负荷工况下过渡闪沸喷雾对整机性能的影响规律,对比分析了过渡闪沸喷雾状态和冷态喷雾状态下汽油机的缸内混合气形成、燃烧及排放特性。结果表明:随着燃料温度升高,燃油喷雾液滴粒径减小,喷雾破碎和雾化速度加快,当燃料温度达到380 K时,喷雾在速燃期之前索特平均粒径已降低至0 mm附近。过渡闪沸状态下,发动机缸内平均温度、缸压峰值和放热率峰值均高于冷态喷雾状态。燃料温度为380 K时与360 K时缸压峰值相差不大。过渡闪沸状态下发动机的soot排放低于冷态喷雾,且NO_(x)排放较高,燃料温度为380 K时相对于360 K时soot排放下降了80%以上,而NO_(x)排放仅上升8%。在低温冷态喷雾下,燃料温度的提高对发动机缸内混合气形成、缸内燃烧状态以及soot排放生成均有显著影响。过渡闪沸喷雾状态下,缸内气流运动对于缸内混合气形成的影响效果相比于喷雾破碎程度的影响效果更为显著。过渡闪沸喷雾状态下继续提高燃料温度对于发动机混合气形成、燃烧状态和发动机排放改善效果逐渐减弱。

二冲程汽油机扫气过程分析及排放性能优化

本文综述了以某二冲程汽油机为研究对象,采用三维模拟方法对二冲程发动机扫气过程进行分析,通过实验测得发动机模拟计算所需的初始条件和动态边界条件,实现计算流场分区域进行初始条件和边界条件的赋值,提出了评价排放计算结果优劣的方法及相关参数,实现了二冲程发动机扫气效果数量化,便于改进效果的评价和最佳改进方案的选取。最后,通过分析缸内流场演变过程及各物理量变化历程,对扫气道各参数进行优化,在提高发动机功率的同时降低了排放。

电喷汽油机燃用乙醇-汽油燃料的排放性能研究

研究了不同掺混比的乙醇 -汽油燃料在多点电喷汽油机上应用时的排放性能。研究结果表明 :在汽油机参数未做任何调整的情况下 ,在试验的掺混比范围内 ,随着乙醇 -汽油混合燃料中乙醇含量的增加 ,THC排放改善了 30 %,CO排放在大负荷时有所改善 ,NOx 排放在中、小负荷时改善较明显。排放特性的变化不仅与乙醇含量有关 ,而且与电喷发动机的空燃比控制策略有关。以质量计的燃油消耗率有所增加 ,但以燃料热值计的比能耗降低。

乙醇汽油发动机排放特性研究

在一台JL368Q3多点电喷汽油机上,开展了乙醇汽油(不同掺混比)发动机排放特性的研究,并用GC 2010气相色谱仪测量了排气中未燃醇醛的排放浓度.试验结果表明:在发动机运转参数相同的条件下,燃用E10、E20(乙醇的体积分数分别为10%、20%)混合燃料时,发动机的CO和NOx排放有了较好的改善,降幅可分别达到15%和5%,但在高负荷时发动机的HC排放增加;乙醇汽油发动机排气中的醇醛排放随发动机的转速和负荷增加而增加,其中乙醛排放随燃料中乙醇含量的增加而增加;经过三效催化转化后,乙醇汽油发动机的醇醛在大部分工况下可以实现零排放.

汽/柴油混合燃料对柴油机燃烧与排放特性影响的试验研究

系统地研究了不同比例汽/柴油混合燃料对柴油机燃烧与排放特性的影响。研究结果表明:随着汽油比例的增加,滞燃期增长,燃烧持续期缩短,有利于燃烧等容度的提高,同时最大压力升高率也升高;随着汽油比例的增加,碳烟排放大幅度降低,NO排放有所升高,同时指示热效率基本保持不变;随着汽油比例的增加,发动机喷油时刻可变范围变窄。综合考虑燃烧噪声、热效率和排放,在转速1 400r/min、喷射压力80MPa工况下,最佳汽油掺混比例应控制在50%左右;在废气再循环条件下,与纯柴油相比,燃用汽/柴油混合燃料能够同时降低NO排放和烟度,在实现低温燃烧上具有优势。

车用汽油机污染物排放特性模糊分析方法及应用研究

采用模糊聚类理论分别对汽油机排气有害成分之间及排气有害成分与各工况因子之间进行聚类分析 ,为系统地研究影响汽车排气有害成分生成主要影响因素提出新的方法 ;采用模糊理论中的构造多元隶属函数的方法 ,对汽油机在有故障工况下的排放特性进行分析 。

减小气门重叠角改善EQ6100汽油机怠速排放的研究

介绍了在保持发动机动力性、经济性及 9工况排放基本不变的情况下 ,通过采用新型凸轮型线和减小气门重叠角的方法 ,来改善 EQ6 10 0汽油机的怠速排放性能。结果表明 ,凸轮型线与气门重叠角的合理匹配 。

小型非道路柴油机排气管内颗粒的粒径分布与氧化特性

为了深入了解柴油机颗粒在排气管内的变化过程,分析柴油机颗粒粒径分布和氧化特性的变化趋势,采用废气排放颗粒物粒径谱仪(engine exhaust particle Sizer,EEPS),测量了柴油机沿排气气流运动方向,不同位置的颗粒粒径,研究了不同位置颗粒粒径的分布规律;应用热重/差热同步分析仪,分析了沿排气气流方向不同位置颗粒的表观活化能、着火温度、燃尽特性指数等特征参数的变化规律。结果表明:沿柴油机排气气流方向,核态颗粒数量减小,聚集态颗粒数量增加;聚集态颗粒的粒径增大。热重试验结果表明:沿柴油机排气气流方向,在SOF挥发阶段和soot氧化过程中,颗粒失质量速率增加,失质量峰值对应温度降低;颗粒中H2O质量由1.3%增加到2.46%,SOF质量由38.21%增加到42.05%,soot质量由57.84%减少到52.24%,灰分质量由3.01%增加到3.25%;颗粒的指前因子由7.93×1012减小到4.67×1012,反应活化能由157.3降低到127.9,着火温度由546℃降低到501℃,降低了约8.2%,燃烧特性指数由8.16×10-9增加到1.62×10-8,燃尽特性指数上升了14.5%。该研究是对颗粒衍化机理的完善,可为颗粒捕集器的优化设计提供参考。

汽油/液化石油气两用燃料摩托车的性能与排放研究

介绍了在国内率先开发成功的汽油/液化石油气(LPG)两用燃料摩托车的结构与性能。对该摩托车进行了转鼓试验、道路噪声试验和百公里燃料消耗率的测试。其结果表明:新开发的两用燃料摩托车在燃用LPG燃料时,其动力性能与原车相当,燃料经济性比燃用汽油时有所改善;其十五工况的排放,燃用汽油时接近欧Ⅱ限值,燃用LPG时优于欧Ⅱ限值。摩托车整车噪声达到2005年以后国家对摩托车的噪声限值。

汽油机排气成分的连续测量分析

测量并分析了点燃式发动机起动、加速及若干稳定工况运行时排气中CO2、CO、HC、NO、O2的体积成分.结果表明:在发动机起动时,CO排放曲线上有一个峰值存在,在加速时,有一个峰谷存在;在排气的各成分中,HC的变化幅度较大;在发动机处于宏观稳定工况时排气中各成分亦呈现出一定波动.CO2、CO、HC、NO、O2的波动系数的变化分别为0.007～0.020、0.049～0.288、0.l～0.883、0.03～0.077、0.024～0.123.

可变涡流进气系统及其在直喷式汽油机中的应用

设计了一种简单的阀片式变涡流控制系统。在螺旋气道中安装一适当形状的阀片，可在较大范围内连续调节涡流比。在充气效率不受影响的情况下，本涡流控制系统可使涡流比在０．３５～１．６８之间变化。通过在稳流吹风试验台上的大量试验，对阀片形状，包括阀片外形和逆流弯角进行了优化。将本系统应用在汽油机直接喷射分层燃烧系统中，发动机的综合性能，尤其是低负荷下的排放性能有了较大的改善。试验表明，当涡流比在１．０～１．５之间变化时，所研究的直接喷式汽油机在低负荷工况下ＣＯ、ＨＣ和ＮＯｘ的排放水平较低。

一种新型含氧燃料燃烧与排放性能研究

开展了柴油机燃用柴油／乙二醇单丁醚混合燃料的燃烧与排放性能研究。试验结果表明：在柴油机中加入一定比例的乙二醇单丁醚（NBE），柴油机热效率得到明显提高，着火略有延迟，燃烧速度加快，燃烧持续期缩短。烟度和CO排放大幅度降低。加入159／5～25％NBE时，烟度下降43．9％～759／5，CO排放在高负荷下降46．5％～56％，HC排放也不同程度降低，NOx排放稍有下降。试验结果显示了柴油机燃用乙二醇单丁醚在降低排放方面的优越性。

汽油机燃料的改质

阐述了适应排放需求的汽油机燃料的特点及发展状况 .认为要满足越来越严格的排放法规的规定 ,汽油机燃料的特性不仅要满足发动机性能的要求 ,还要着重考虑发动机排污控制的要求 .因此在汽油机燃料方面必须采取一系列改进燃料品质的措施 .一方面 ,提高汽油的品质 :如提高汽油的辛烷值、使用无铅汽油、混合燃料等 ;另一方面 ,积极研究开发并尽快推广使用有前景的代用燃料 :如甲醇、乙醇、压缩天然气和液化石油气等 .同时 ,还对汽油机燃料在我国的发展前景进行了预测 .