某柴油机WHTC循环试验研究.pdf

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1、堕!拿malcombustionEngine＆Parts·33·某柴油机WHTC循环试验研究陈玮；王超；赵小虎；赵龙(安徽江淮汽车股份有限公司，合肥230601)摘要：本文分析了wHTC循环的特点，探讨了冷、热态wHTC循环的排放标定策略，同时对某京五SCR柴油机进行了试验研究，验证了轨压、新鲜进气量等燃烧参数对scR入口温度的影响，最终调整后的燃烧参数后wHTc循环平均温度达到238℃，同时对后处理进行了热管理，最终整个WH’rC循环平均温度达到256℃，SCR后处理效率达到71％，该结果满足了京五阶段WHTC循环排放对SCR转化效率的要求。关键词：wHTC循

2、环；轨压；提前角；新鲜进气量；sCR转化效率O引言匹配柴油发动机的车辆在使用时，绝大多数工况处于瞬态工况下，随着环境污染愈加严重，排放法规愈加严格，柴油机瞬态工况下的排放越来越受到重视，北京地方标准DBl1／964—2013规定了WHTC试验方法，不但考察发动机瞬态排放，而且增加了瞬态下的冷机污染物排放控制指标，这增加了匹配SCR后处理装置的柴油机的排放污染物控制难度[1】。本文分析wHTC工况的特点，优选了权重点，通过调整权重工况下的发动机进气量、提前角、高压油轨燃油压力等燃烧参数，分析了各个燃烧参数对排温、NOx、HC、cO以及烟度的影响，找出了最优燃烧参数

3、组合，最终排放结果满足了京五阶段WHTC循环排放的要求。1试验边界及研究方法试验样机为高压共轨柴油机，最高可达到1800bar，发动机基本参数见表1所示。根据车辆本身的硬件能力及实际使用环境，包括车辆热平衡状态、环境温度、环境湿度、大气压力等，对试验边界进行了定义，见表2所示。文献闭对匹配SCR系统的车用柴油发动机在冷态表l发动机技术参数项目参数气缸数4缸径×行程，mm94×98排量，L2．682压缩比16．5额定功率／kw115表2发动机试验边界项目参数大气压力，kPa101_3环境温度／℃25环境湿度／％45排气背压，l【Pa50scR催化效率65％WHTc

4、循环和热态循环中的排放物的差异进行了详细的研究。在冷态wHTC循环下，由于进气流量较低，燃油雾化交差，燃油蒸发较慢，很难与新鲜空气形成均匀的混合器，在混合气较浓区域燃烧过程中形成了大量的C0，燃油较重质区域燃烧时产生大量未燃HC和碳颗粒，混合气较外循环水温度(℃)图3CO、THC和Nox排放量随外循环进水温度变化趋势3结论①标定电控船用发电柴油机，在轨压和提前角值设定值固定的条件下，可以看出，随着外循环水温度的升高，柴油机排放污染物中的NOx值逐渐升高，而THC值和CO值逐渐下降。②在柴油机试验台架上做有关尾气排放的试验时，外循环水温度变化范围过大，会造成试验结

5、果的一致性变差。调整台架外循环冷却水的控制装置，缩小柴油机的水温变化范围，从而降低同一工况多次测量的一致性差异。③中冷器的空气由外循环水进行冷却，柴油机外循环冷却水温升高，使得进入气缸的中冷后空气温度上升，升高了缸内燃烧温度，导致NOx排放升高，THC和CO排放降低。参考文献：【1]胡君，蒋习军，朱红国，等．冷却液温度对柴油机性能影响研究叽汽车技术，2009(1)：45_48．【2]张德满，李舜酩，等．冷却水温度对柴油机污染物排放的影响[J】．内燃机学报，2010，28(6)：510—513．．34·内燃机与配件稀薄区域产生大量的氨氧化物，其中N0占比90％以上

6、，氨氧化物的化学产生机理是扩展的泽尔多维奇(zeldovitch)机理[3】，主要包括如下反应。02—}20N2+0一NO+N02+N—}N0+0N+0H—}N0+HN0+H20—}N02+0HN02+O—+NO+02文献【4]对于采用尿素选择性催化还原催化器(selectiveCatalvticReduction，缩写为SCR)的催化氮氧化物的原理进行了研究，其原理是将发动机排放中的N0x气体，与氨气在SCR催化转化器表面进行反应，生成无害的氮气和水，从而实现降低排放的目的，下面是主要的化学反应过程。①尿素在200℃下进行水解反应产生氨气。C0(NH2)2+H

7、20—}2NH3+C02②气体温度在210℃～280℃区间内，氨气与氮氧气体在催化剂涂层表面发生快速反应，此时催化剂对NO。的催化效率约30％～60％。2NH3+N0+N02—÷2N2+3H20③在280℃～400℃气体温度区间内，氨气与氮氧气体在催化剂涂层表面主要发生标准反应和快速反应，此时催化剂对NO。的催化效率约60％～90％。4N0+4NH3+02—}4N2+6H20④当气体温度大于400℃以上时，N0：的占比变大，氨气与氮氧气体在催化剂涂层表面的慢反应占主导地位，此时催化剂对NO。的催化效率约30％～50％。6N02+8NH3—}7N2+12H202试

8、验结果及分析2．1WHT