现行及未来的车用压燃式发动机排放法规

简介了我国正在实施的车用压燃式发动机排气污染物排放标准。重点介绍了欧洲正在实施的欧Ⅲ、Ⅳ排放法规,对新的稳态工况ESC与原稳态十三工况进行了比较,详细介绍了ESC(欧洲稳态循环)、ELR(欧洲负荷响应循环)及ETC(欧洲瞬态循环)的实验方法。     

未来五年我国重型车用发动机发展趋势浅析--参观汉诺威世界汽车博览会的体会

欧洲1993年颁布欧Ⅰ排放法规,目前执行欧Ⅲ排放标准,欧Ⅲ排放标准的实施,使车用发动机产业发生了革命性变化,实现了由机械控制向电子控制的飞跃.环保、智能化要求改变了发动机的设计理念.我国几大柴油机厂通过近几年的研究,基本完成了欧Ⅱ柴油机的开发,满足2003年北京、上海地区欧Ⅱ排放限值的要求.现在我国柴油机行业面临的主要难题是欧Ⅲ柴油机的开发研制,如何使我国柴油机发达到欧Ⅲ,实现与世界先进国家的接轨,欧洲车用发动机的研发历程对我们是很好的启示.     

未来五年我国重型车用发动机发展趋势浅析—参观汉诺威世界汽车博览会的体会

欧洲1993年颁布欧I排放法规，目前执行欧Ⅲ排放标准，欧Ⅲ排放标准的实施，使车用发动机产业发生了革命性变化，实现了由机械控制向电子控制的飞跃。环保、智能化要求改变了发动机的设计理念，我国几大柴油机厂通过近几年的研究，基本完成了欧Ⅱ柴油机的开发，满足2003年北京、上海地区欧Ⅱ排放限值的要求。现在我国柴油机行业面临的主要难题是欧Ⅲ柴油机的开发研制，如何使我国柴油机发达到欧Ⅲ，实现与世界先进国家的接轨，欧洲车用发动机的研发历程对我们是很好的启示。     

欧盟摩托车工况法排放、CO2排放物及油耗法规动态

简述欧盟摩托车排放法规发展过程,着重介绍作为欧Ⅲ阶段可选方案之一的WMTC循环及限值。全面叙述轻便摩托车和摩托车(含三轮、四轮)气体污染物排放、CO2排放物及油耗法规的动向,并与我国正在制订的国家标准草案作了比较,提出以下建议:我国摩托车排放标准在下一阶段应包括WMTC内容,并重视试验验证;我国制定摩托车燃油消耗工况法测量循环应考虑即将采用的欧Ⅲ阶段的工况法排放测量循环。     

重型车用发动机WHTC与ETC瞬态测试循环试验对比研究

针对我国原重型柴油机排放标准对道路实际工况覆盖不全面,尤其不能全面反映城市车辆长期低速低负荷状态,北京地标在原GB17691-2005基础上增加对城市用重型车的WHTC循环的要求.本文利用一台国Ⅳ排放水平的柴油机,试验分析了同是瞬态测试循环的WHTC与ETC工况点的差异,发动机负荷及工作状态的差异.总结了最终导致两个循环比排放量差异的原因,阐述了增加WHTC对改善城市车辆或发动机排放的意义,以及增加WHTC对排放后处理技术所形成的新的挑战.     

重型M100甲醇发动机排放及燃烧热效率分布研究

甲醇作为重要的车用发动机替代燃料,其排放性能和燃烧热效率一直是行业内关注的热点。为研究法规工况下甲醇发动机的排放性能及燃烧热效率分布,通过在一台自主研发的重型M100甲醇发动机上进行了重型汽油机瞬态循环(GB 14762—2008)和ETC循环(GB 17691—2005)试验。研究结果表明:M100甲醇发动机的排放污染物值远低于现有法规限值;发动机燃烧热效率与同等排量的其它燃料发动机相当;重型汽油机瞬态循环下的排放性能优于ETC循环,而平均燃烧热效率稍差。     

基于Matlab的柴油机建模及欧-Ⅵ标定方法研究

基于欧-Ⅵ排放法规,将柴油机整个工况区按照稳态试验循环(world harmonized stationary cycle,WHSC)和瞬态测试循环(world harmonized transient cycle,WHTC)试验循环的散点分布及世界非超限排放(world not to exceed,WNTE)法规要求等划分为不同的区域,分区域选择合理且适量的工况点,寻找各工况其电控参数合适的边界,并基于V优选法进行试验设计;给定各区域拟达到的排放物控制范围,基于Matlab中基于模型标定(modelbased on calibration toolbox,MBC)工具箱对某高压共轨柴油机进行满足欧-Ⅵ排放法规要求且油耗最低的优化标定,获取各电控参数的全脉谱。并将其导入集成校准和应用工具(integrated calibration and application tools,INCA),且在试验台架上进行WHSC、WHTC及WNTE试验验证。试验结果表明:WHSC试验循环的氮氧化物(NO_x)排放和油耗率(有效燃油消耗率)与MBC模型预测值非常接近,偏差皆在1%以内,并满足欧-ⅥWHSC、WHTC及WNTE试验循环排放限值要求且油耗最低。     

车用柴油机在欧Ⅱ、欧Ⅲ法规试验循环下的排放差异及应对措施

比较了欧Ⅱ与欧Ⅲ排放法规在试验循环及限制方面的差异,并对一台典型柴油发动机在欧ⅡECE R49和欧ⅢESC试验下的排放污染物进行了对比分析,展望了满足更高排放法规柴油机的发展趋势。     

联合GT及Matlab的柴油机虚拟标定

基于某款欧Ⅵ重型柴油机和GT-Power软件搭建相应的虚拟发动机模型,并进行标定,进行性能预测并验证预测精度。根据自主开发软件和欧Ⅵ法规要求,计算排放区域并选择合理的工况点,进行试验设计(DoE)。利用虚拟发动机预测DoE点的性能及排放。基于Matlab软件的基于模型标定(MBC)工具箱,结合拟定的各排放点及排放循环的排放物控制范围,进行满足原机排放要求及经济性最优的虚拟标定。最终在完全脱离发动机试验的情况下获取优化的电控参数脉谱。     

基于欧-Ⅵ柴油机排气热量管理主动控制措施研究

利用发动机台架试验研究了中低负荷稳态工况下进气节流阀、喷油提前角、喷射压力和后喷等排气热量管理主动控制措施对排气温度的影响,并基于欧-Ⅵ排放法规要求的瞬态测试循环(world harmonized transient cycle,WHTC)验证排气温度提升的效果。稳态试验结果表明:与进气节流阀不工作时相比,在进气节流阀开度约15%~20%时排气温度提高了140℃左右,NOx排放减小,PM排放和燃油消耗率均增大;喷油提前角和喷射压力的改变对排气温度影响较小,对NOx排放、PM排放和燃油消耗率影响较大;后喷角度和后喷油量的合理匹配,可以提高排气温度约70℃。WHTC测试循环试验结果表明:排气温度在整个循环内均得到有效提升,怠速工况和低负荷工况提升尤为明显。     

某国六柴油机NO_x排放测试分析

针对国六排放标准与开发目标,在发动机台架上进行瞬态循环(world harmonized transient cycle,WHTC)、稳态循环(world harmonized steady state cycle,WHSC)、非标准工况(world harmonized not-to-exceed,WNTE)测试,检测发动机在不同工况时NO_x、NH_3和颗粒数(particle number,PN)排放情况。结果表明,WHTC冷、热态循环时选择性催化还原(selective catalyst reduction,SCR)前端NO_x排放相差不大,冷态时SCR转化效率低于热态,转化效率为84. 1%; WHSC和WNTE循环SCR前端NO_x排放接近,明显小于WHTC循环排放值,SCR转化效率均超过98%。各循环工况的NO_x、NH_3和PN排放均在法规限值以内。     

基于MPC555的高压共轨柴油机控制策略及匹配研究

基于自主开发的MPC555电控单元,利用软件编程设计了共轨柴油机控制策略.综合考虑高压共轨柴油机的各种运行工况,采用模块化设计方法,设计了共轨柴油机油量控制、轨压控制、工况转移管理、4阶段起动控制、故障处理等控制策略.应用工况分析法,根据工况点的使用频度和重要性,采用变步长与等步长配合,设计和优化控制MAP,有效提高了匹配效率和软件的执行效率.进行了控制策略发动机台架试验验证和排放匹配优化,匹配后的发动机排放达到欧-Ⅲ水平.     

汽油-压缩天然气(CNG)发动机国Ⅴ排放标定匹配研究

基于单一发动机电子控制单元(ECU),针对压缩天然气(CNG)模式下的NEDC循环排放水平进行标定匹配开发研究。对NEDC工况分解,研究了冷起动、过渡工况、断油恢复供油及稳态闭环控制等工况下,标定匹配对CNG发动机排放水平的影响。结果表明:采用1400r/min的上冲转速、0.78的沉底空燃比带来10%的HC排放改善;对于稳态50km/h工况点通过推迟3°CA(BTDC)的点火提前角度,改善了NOx排放水平。     

汽油机与加热器联合运行降低冷起动阶段排放水平的试验研究

为满足欧-Ⅲ排放法规的要求,提出了通过利用汽车加热器在冷起动前提升汽油机温度的方案,重点解决了-7℃环境温度下的冷起动排放问题.在欧-Ⅲ低温冷起动模拟试验台架上进行了汽油机与加热器联合运行以后冷起动阶段排放水平的初步测试.试验结果表明:该方案能够有效降低汽油机冷起动阶段的THC、CO、NOx有害气体排放量.     

“昆仑”倾力推出环保机油

北京市将从7月1日起执行相当干欧Ⅲ的机动车排放标准。中国石油在提前向北京供应欧Ⅲ标准汽油、柴油的同时，中国石油润滑油公司逐步扩大适应欧Ⅲ排放标准发动机的环保机油生产。新近推出的昆仑新元素润滑油是“昆仑”为国内城市轿车用户量身打造的旗舰护理产品。“昆仑”目前在市场上销售的SH、SJ和SL的环保机油均通过美国石油学会API以及ILSAC(国际润滑油标准和批准委员会)认证，比同档次的机油可分别节能1．5％、2．7％和2．9％。     

一种气驱SCR控制系统开发

研究了一种气驱选择性催化还原(SCR)系统的工作原理,完成了控制系统的开发,对气驱SCR系统进行了尿素喷射量测试,为发动机台架试验奠定了基础,在发动机标定试验中,完成了软件控制策略开发以及排放试验数据采集与分析,标定试验结果表明:瞬态循环(ETC)和稳态循环(ESC)工况的排放结果满足国V法规要求,具有满足不同NO_x排放要求的工程应用潜力。     

降低B系列柴油机排放的研究

本文主要对东风康明斯B系列柴油机如何降低发动机尾气排放进行了研究。为了满足日益严格的排放法规，东风公司对B系列柴油机的燃烧系统和供油系统等作了改进，运些改进措施有效地改善了发动机的尾气排放。文章也简要地对今后满足欧Ⅱ、欧Ⅲ排放标准进行了探讨和研究。     

米勒循环协同废气再循环对高压直喷天然气船机的影响研究

基于CONVERGE建立了高压直喷(high-pressure direct injection,HPDI)天然气低速船机三维仿真模型,并基于该模型研究了米勒循环和废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)对发动机燃烧特性及污染物排放的影响规律,探究了米勒循环耦合EGR路线满足TierⅢ排放法规的可行性。研究结果表明,单独使用30%EGR率可满足TierⅢ排放标准,但指示油耗和碳烟排放增加显著;应用米勒循环降低NOx排放的潜力低于EGR;过大的排气门晚关角度会增大压气机工作负荷,且降低等量NO_x排放情况下油耗牺牲较大;采用25%EGR率耦合小程度米勒循环(排气门关闭时刻推迟5°曲轴转角)并适当提前天然气喷射正时(提前2°曲轴转角),可在指示油耗仅增加1.58%的前提下降低77%的NO_x排放,是满足TierⅢ排放法规可行的技术路线。     

满足欧七排放法规PN10要求的重型柴油机优化分析

2022年11月发布的欧洲第七阶段排放法规（以下简称“欧七排放法规”）草案对汽车尾气排放中固体悬浮微粒数量（PN）的检测方法和排放限值都做了修改，这对于满足中国第六阶段排放法规（以下简称“国六排放法规”）的汽车带来了新的挑战。以某款重型柴油机为例，对其进行全流程发动机台架试验，在世界统一瞬态循环（WHTC）工况下，对比国六排放法规与欧七排放法规对于PN限值的差异。通过对比PN排放，明确催化器后不同粒径颗粒物（PM）的来源，并通过改变尿素喷射频率和优化选择性催化还原（SCR）混合器，控制PM的生成，从而降低PN排放，以满足欧七排放法规。     

柴油机稀燃NOx催化剂的性能评价试验

如何在稀燃条件下降低柴油机尾气中的NOχ是柴油机后处理技术的难点之一。在发动机台架上对乙醇作为还原添加剂的柴油机稀燃NOχ催化剂进行了起燃特性和空速特性的性能评价，并考察了该催化剂对欧Ⅲ排放法规的适应性。结果表明：催化剂的起燃特性曲线先随温度升高而增加，后随温度升高而降低，并且整个转化率曲线随空速增加而下降；欧Ⅲ测试循环中，NOχ排放值明显降低，其转化效率达50％以上，能够满足欧Ⅲ要求．但CO和HC排放值明显升高，不能满足欧Ⅲ要求，需要采取其他措施。