EGR_(POC)路线的柴油机国Ⅳ排放研究

《EGR_(POC)路线的柴油机国Ⅳ排放研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、EGR/（D0C+P0C）路线的柴油机国IV排放研究李志勇（东风朝阳柴油机有限责任公司，朝阳122000）摘要：在一台采用EGR和DOC+POC的四气门高压共轨柴油机上进行了国IV排放研究.结果表明，通过控制EGR率，可以显着降低NOx排放，在一定EGR率范围内对烟度的影响较小.提髙喷射压力可以明显改善NOx和烟度的tradc-ofiF,采用合理设计的涡流比缸盖可以明显改善PM的排放。最后在各种优化的基础上加装DOC和POC并进行ESC排放测试，测试结果满足国IV要求，其中PM低于国IV排放限值，NO

2、x排放为2.852g/kW.h,有较大的裕度，HC和CO排放远远低于国IV限值.这些结果表明采用EGR,结合进气系统和燃油喷射策略优化，在加装DOC和POC的情况下完全可以满足国IV排放的要求.关键词：柴油机；EGR,DOC+POC：涡流比；燃油喷射策略：區IV井放件者简介,李志勇（1980—九男，学士.主要研究方向为发动机设计开发及有限元分析.0引言日益严格的排放法规对柴油机技术提岀了更为严峻的挑战。目前国IV排放标准即将实施，采用何种技术满足国IV排放要求是柴油机厂研发人员的重要研究课题。对于中重

3、型车用柴油机满足国IV排放法规,通常有两条技术路线：一条是SCR路线，通过机内净化使微粒排放满足要求，再通过SCR对NOx进行处理：第二条是EGR路线，通过EGR来降低NOx排放以达到要求,再采取DOCxPOC或DPF等微粒后处理技术降低微粒排放⑴叽但是不管釆用何种技术路线，机内净化都是排放控制的核心技术，对于保证发动机的性能、减小对后处理的依赖以及降低成本具有重要的意义⑷。现代柴油机技术的发展，为从燃烧角度降低排放提供了更好的技术条件。高压共轨燃油喷射系统已经成为现代柴油机的主流配置，可以实现对喷射

4、压力、喷射正时等灵活控制，同时可以实现包括预喷射、后喷射等多次喷射策略，大童研究表明这种灵活控制的高压喷射、多次喷射策略可以明显改善发动机的排放⑷。EGR作为有效降低NOx排放的技术措施也得到了越来越多的应用•通过优化EGR率可以在影响烟度较小的情况下有效降低NOx。燃油喷射策略和EGR结合已成为降低柴油机排放的有效技术途径之一。本研究的目的是通过基于EGR和高压共轨燃油喷射系统的燃烧优化降低发动机的原始排放，特别是PM的排放，以减小对PM后处理的依赖，在燃烧系统优化的基础上采用DOC+POC进行国I

5、V排放研究。1试验装置与研究方法本研究是在一台排量为3.9L的电控高压共轨柴油机上进行，发动机主要参数如表1所示，图1是试验台架示意图，表2是试验用主要仪器设备・*1发动机主要卷数名称主要技术参数型式立式、直列、水冷、增压中冷燃烧室型式圆形中央燃烧室压缩比17.0：1气缸缸径/行程102mm/118mm活塞总排楚3.856L燃油喷射系统电控髙压共轨后处理系统DOC+POC标定功率100kW/2800r/min最大扭矩420Nm/1300-1500r/min图1试验台架示童炭2主要实验仪器设・名称型号发

6、动机试验台自控系统PUMAOPEN测功机DynoRoad404/8SL油耗仪735S燃油温控753C标准进气调节系统ACS2400烟度计415S部分流颗粒取样系统SPC472气体排放直釆测量系统MEXA-7100DEGR电子分析天平AE240S燃油喷射系统参数利用【NCA电控标定软件和ETAS590标定通讯工具来实现•本研究的试验工况选择在ESC测试循环除怠速之外的12个工况进行，只针对典型工况进行分析。试验发动机的ESC测试工况点（除怠速点）见表3.衰3ESC+三工况点（除总速点）转速/(r/min

7、)1610161016101610扭矩/(N・m)103207310414转速/(r/min)2060206020602060扭矩/(N.m)96193289386转速/(r/min)2510251025102510扭矩/(Nm)891782673562试验结果及分析对ESC排放试验工况，进行了不同EGR率对性能和排放影响的研究、燃油喷射控制策略对性能和排放影响的研究、不同涡流比缸盖对性能和排放影响的研究、进气系统及燃烧控制优化后加装DOC和POC的排放研究。2.1不同EGR率对发动机性能和排放的影响

8、对所设计EGR系统的EGR率对性能和排放的影响进行研究，这里仅对16IOr/miniS行分析。图2空燃比的变化表明，空燃比随EGR率的增大而下降，空然比的下降会恶化机内燃烧，增大PM的生成，因此选择合适的EGR率对于非VNT增压器来说显得尤为重要.图3是l610r/min下比油耗随EGR率的变化情况。在EGR率较小时，其对比油耗的影响不太明显，比油耗曲线的变化比较平坦，随EGR率进一步增大比油耗上升的趋势有所增加。另外103N.ni的比油耗随EGR率的变