有关国Ⅳ重型车用柴油机排放测试讨论

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1、有关国IV重型车用柴油机排放测试讨论摘要：中国大陆的国IV柴油机已处于起步阶段。未雨绸缪，予先对国IV柴油机排放测试中可能出现的问题，梳理思考，提出对策，无疑会对行将面临和必须解决的课题带来裨益。现仅就可以予见的与国IV排放测试有关问题讨论如下。关键词：IV柴油机；排放测试；控制装置1•排放控制装置的耐久试验从国IV开始，另行增加了针对柴油机排放控制装置(SCR、EGR+DPF)的耐久考核。试验可在试验台架上完成，也可用汽车道路试验或实际使用里程数替代。若在台架上耐久，需经历600-800小时循环工况

2、考核，每循环由27个工况，历时5小时组成。2.车载诊断系统OBD的模拟试验欧盟于2005年10月1日开始在重型汽车上安装OBD-I诊断系统，该系统储存了大量柴油机排放控制元件的故障代码。一旦某些元件出现故障，导致排放控制能力下降时，传感器和诊断程序将该元件的故障码读出，进而提示驾驶员，需按指示的故障部位和性质予以处理。欧盟已于2008年10月1日在欧V车上安装了具有排放监测功能的OBD-IIo我国国IV重型车上，也会随势而上。由于OBD与柴油机排放控制系统（包括电控燃油系统）有不可分割的联系，它们之间

3、的匹配试验将由主机厂完成。OBD匹配试验即模拟试验，是有意识将故障元件（另件）装在柴油机上，按缩短时间的ESC循环（每工况1分钟），完成3-9循环，检查故障码的读出状态。3.燃料柴油品质的升级车用柴油机要达到国IV标准，除采取机内外措施外，还有一个重要的前提，即燃料柴油品质必须升级，满足国IV柴油机对油品的特殊要求，否则国IV柴油机就会成为无本之木，无源之水。国IV柴油要有❷十六烷值，低芳香密含量，低密度和极低的含硫量。欧盟2005年开始，要求柴油中含硫量小于50ppm（质量比，下同），美国2006年

4、六月一日前，含硫量小于160ppm,之后含硫量小于15ppm0我国国III柴油含硫限值小于350ppmo按我国国情，日后国III、国IV柴油机将会共存若干年，因此，两种品级的柴油，从生产到使用的各个环节，都要严格分开，否则会给国IV柴油机带来灾难性后果。相比较而言，采用SCR的柴油机对油品含硫量的要求要比EGR低得多，有专家予言，满足EIII排放的柴油可用在国IV柴油机上（SCR）o4•提❷电力测功系统瞬态控制精度，确保ETC循环功接近或超过设定值在试验台架控制系统中，柴油机供油量的改变（油门位置改变

5、），电力测功激磁电流的变化（测功机负载变化），都能分别改变柴油机的转速和输出扭矩，形成相互关联，互为因果的双闭环控制体系。另外，又因柴油机运行时，其油量、转速和扭矩三者之问呈非线性变化关系，变化斜率及正负因不同的运行区间而不同。因此柴油机在试验台架上按ETC工况运行，是一个程序步骤繁多，逻辑关系复杂，各种条件相互关联的动态响应过程。尽管采取了各种先进的控制理论和方法，ETC试验的试验结果仍有些不尽人意。某国外著名公司的电力测功试验台运行ETC的实验数据，在1800个工况点中，有80%以上的转速，50%

6、以上的扭矩和60%以上功率点，实测值小于设定值，完全符合设定值的几乎没有。有许多工况点的实际扭矩偏离设定值几倍甚至十几倍，其结果是整个循环的循环功（KWh）低于理论计算值（设定值）。GB17691-2005标准允许低于计算值的15%,这种宽松的限值，实质上是对电力测功台位动态控制品质不良的默认。但对于主机制造商而言，是极为不利的。有可能会出现这种情况，排放原本合格的柴油机，仅因为试验台架控制品质较差，实际循环功降低，导致比排放超限而被判为不合格；或因电测功试验台型号不同，得出不同的循环功和比排放。因此

7、，在试验中，我们要努力使实际循环功接近甚超过（允许超5%）理论计算值。5.提高分析仪系统测试精度目前国内使用的排放分析仪系统绝大多数为日本HORIBA公司和奥地利AVL公司产品。从一般意义上看，它们都可以满足国IV柴油机排放测量要求。但细究起来，还有许多工作要做。5.1.整定分析仪测量精度和分辨率以NOX污染物为例，国IV柴油机NOX排放限值比国III收紧1/3,由5g/kwh减至3.5g/kwh,各工况点原始排气NOX浓度会大幅度降低。显然，我们只能选用分析仪的小量程测量。按标准，分析仪的最佳工作量

8、程应保证被测浓度在量程的15%-100%区间内。低于lOOppm浓度者，其误差W4ppm。在低于15%量程的范围内，若要用来计量，则至少标定包括零点在内的5个点浓度，用最小二乘法回归拟合，其拟合计算值与标定值之差应在标定值的±4%以内，零点在±1%FS以内。建议用4、20、40、80Pppm的NO标准气标定分析仪lOOppm量程，目前国内可提供3-5ppm级的标准气。5.2.添置新分析仪5.2.1.对装备EGR的国IV柴油机，为测定EGR率（进气中C02