柴油机利用颗粒氧化催化器达国ⅳ的研究

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1、———————————————————柴油机利用颗粒氧化催化器达国IV的研究————————————————————StudyonParticulateOxidationCatalystuptoChinesePhaseIVStandardforDieselEngine作者姓名：刘滨专业名称：动力工程及工程热物理指导教师：刘金山教授学位类别：工学硕士答辩日期：201564年月日摘要柴油机利用颗粒氧化催化器达国IV的研究汽车有害尾气的排放属于污染环境的重要来源之一，面对目前的环境与能源问题，各国颁布了越来越严格的汽车排放法规，目的是限制汽车尾气带来的环境污染问题。柴

2、油机尾气中主要的排放有害物是一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）、颗粒物（PM），其中NOx和PM之间存在着矛盾关系，面对这样的矛盾关系，内燃机学者们一直在追求两者之间良好的折中关系。目前只依靠机内净化技术无法满足日益严格的排放法规的要求，必须机内技术结合机外净化技术才能满足。目前主要的机外净化技术包括：氧化催化转化器（DOC）、颗粒捕集器（DPF）、选择性还原催化器（SCR）、颗粒氧化催化器（POC）。面对这么多优良的后处理技术，选择适合目前国内发展的要求是最主要的，通过各自的优缺点对比，本文选择POC后处理器作为研究对象。具体的工作内容

3、总结如下：1、选择POC后处理器十个样件，在CA6DL2-35E3型增压中冷重型柴油机上做稳态ESC循环十三工况台架实验，选择样件中相对最优的后处理器进行分析，分析各工况点下POC后处理器对排放污染物CO、HC、PM的影响。对试验中完成的10个POC样件数据计算整理分析，选出的POC-6后处理器对有害气体及微粒转化效率相对于其它样件来说要高一些，经过POC-6h后PM的排放从原0.073g/kw·h降到0.027g/kw·h，对PM的转化效率是63%；对HC来说从原始排放0.162g/kw·h降到0.102g/kw·h，对HC的转化效率是37%；对CO来说从原始

4、排放1.271g/kw·h降到0.233g/kw·h，对CO的转化效率是81.67%。数据排放与国IV的排放相比较，HC的排放低于国IV的0.46g/kw·h，CO的排放低于国IV的1.5g/kw·h，PM的排放高于国IV的0.02g/kw·h，CO、HC可以达到国IV排放标准，PM无法达到国家标准。对本结果提出具体的下一步优化建议如下：增加载体数（加密法而不是增加体积法）、增加催化剂含量、优化涂层结构、提高催化剂的氧化性等建议入手。2、通过对优化的三个样件进行试验得出的数据进行对比分析，样件中的POC-101后处理器本身的净化能力要优于其它样件，POC-101

5、对微粒（PM）的转I化效率76.9%，对一氧化碳（CO）的转化效率是77.7%，对碳氢化合物（HC）的转化效率是32.4%。说明本次改进POC后处理器还是可以达到国IV要求的，但是由于POC各工况的稳定性差，要想得到最终的确定结果还的需要大量的试验验证，不能以少概全。3、对POC-101进行分析，分析进气温度、空燃比、功率、排气流量对转化效率的影响。进气温度随在A、B、C转速下随着负荷的增大，入口温度逐渐升高，转化效率也越高；空燃比在A、B、C转速下随着负荷的增加，空燃比是降低的，转化效率是逐渐提高的；功率在A、B、C转速下随着负荷的增加，功率成线性增加，转化效

6、率升高，微粒排放量增大：排气流量在A、B、C转速下随着负荷的增加，排气流量增大，转化效率增加。4、在轻型通用型皮卡车上安装POC后处理器在NEDC循环下做轮毂测试试验，目标值离国IV值相差甚远，从宏观测量结果得出的结论：（1）按照当前整车状态仅通过改善我们的POC性能达国IV排放标准是不可能的；（2）我们设计的POC后处理器目前转化效率不满足要求，尤其是PM和HC的低温效率不理想，如想进一步开发自主的产品仍需进一步改进后处理器的设计与内部催化剂的配方标准。5、在在用车上安装POC后处理器做80000km的老化试验，在同一车型下同一催化器下的两次道路实验，一次空载

7、、一次加载3吨货物，得出的结论是空载时的老化程度要比载物时的老化程度严重。关键词：柴油机，颗粒氧化催化器，ESC循环，NEDC循环，老化试验IIAbstractStudyonParticulateOxidationCatalystuptoChinesePhaseIVStandardforDieselEngineHarmfulexhaustemissionfromcarsbelongtooneoftheimportantsourceofenvironmentalpollution,inthefaceofthecurrentenvironmentalandenerg

8、yproblems,co