【摘要】：為使柴油機(jī)達(dá)到國V及更高排放水平,傳統(tǒng)的機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)已經(jīng)很難滿足要求,必須與尾氣后處理技術(shù)相結(jié)合來降低污染物排放量。溫度是影響DOC轉(zhuǎn)化效率和DPF再生效率的重要影響因素。本課題在一臺高壓共軌柴油機(jī)上,開展排氣熱管理主動控制策略以及DOC+DPF系統(tǒng)特性的試驗(yàn)研究。(1)研究了不同的排氣熱管理措施對DOC入口溫度和DPF入口溫度的影響規(guī)律,結(jié)果表明:進(jìn)氣節(jié)流對于提升DOC入口溫度效果顯著,改變EGR閥開度、主噴定時延遲、降低噴射壓力對于提升DOC入口溫度效果不太明顯。近后噴射不僅可提升DOC入口溫度,還有助于Soot的氧化。遠(yuǎn)后噴射對于提升DPF入口溫度的效果顯著,短時間內(nèi)排放較大,需要合理控制遠(yuǎn)后噴油量。(2)進(jìn)行DOC+DPF的系統(tǒng)特性試驗(yàn)。首先測試了實(shí)際工況下DOC的轉(zhuǎn)化效率,研究結(jié)果表明:空速與排氣溫度是DOC轉(zhuǎn)化效率的主要影響因素。排氣溫度的增加,CO和THC的轉(zhuǎn)化效率增大;空速增大,CO和THC的轉(zhuǎn)化效率降低。溫度對NO的轉(zhuǎn)化效率影響較大,NO的轉(zhuǎn)化效率隨溫度增長呈現(xiàn)出拋物線趨勢,在350℃左右達(dá)到峰值。但排氣中的CO、THC、NO組分不同,會相互影響各自的轉(zhuǎn)化效率。然后進(jìn)行DPF平衡點(diǎn)溫度試驗(yàn),研究結(jié)果表明:不同工況下Soot和NOx排放以及排氣溫度會導(dǎo)致同一DPF存在多個平衡點(diǎn)溫度,且平衡點(diǎn)溫度大部分集中在300-400℃區(qū)間。研究了排氣背壓對發(fā)動機(jī)燃燒及排放特性的影響,研究結(jié)果表明:隨著DPF壓降增大,排氣背壓增大,缸壓逐漸降低,預(yù)噴射燃油的燃燒結(jié)束時刻有所推遲,放熱率峰值有所下降;主噴燃油的放熱率峰值略有增加,燃燒持續(xù)期延長;缸內(nèi)平均溫度逐漸上升。就排放而言,Soot顯著增長,CO排放增大,但NOx降低。(3)研究了熱管理策略對發(fā)動機(jī)燃燒及排放特性的影響。試驗(yàn)先進(jìn)行了單次后噴策略試驗(yàn),研究結(jié)果表明:隨著近后噴定時的推遲,后期膨脹的缸內(nèi)平均溫度逐漸降低,滯燃期增加,Soot和NOx降低,但近后噴定時進(jìn)一步推遲時,Soot增加,CO與THC排放惡化;然后進(jìn)行了兩次后噴策略試驗(yàn),研究結(jié)果表明:隨著后噴間隔的增加,氣缸壓力、溫度、瞬時放熱率和累計(jì)放熱量變化趨勢基本保持一致,遠(yuǎn)后噴的燃油幾乎沒有參與燃燒。與單次后噴相比,兩次后噴策略既能夠顯著提升排溫,又能夠同時降低NOx和Soot排放;但CO和THC惡化嚴(yán)重。最后,進(jìn)行了不同目標(biāo)溫度的主動再生試驗(yàn),研究結(jié)果表明:與觸發(fā)再生前相比,再生狀態(tài)下的燃燒相位明顯推遲,放熱過程滯后;放熱速率慢,放熱率峰值低;缸壓曲線從雙峰變?yōu)閱畏鍫顟B(tài),峰值壓力相對有所升高;缸內(nèi)平均溫度降低,累計(jì)放熱量增加。再生目標(biāo)溫度越高,峰值壓力越高,放熱量越大,但缸內(nèi)平均溫度峰值隨之降低。再生期間,短時間內(nèi),DOC入口處CO、THC的排放急劇增加,但DPF出口處CO、NOx的排放相對較高。造成二次污染的原因是:其一,未完全氧化的燃油混合氣會直接隨著尾氣排到大氣中;其二,DPF中顆粒物未徹底燃燒而生成CO。(4)進(jìn)行DOC+DPF再生控制試驗(yàn),并提出了排氣熱管理策略。研究結(jié)果表明:再生熱管理模式下,DPF入口溫度達(dá)到目標(biāo)溫度,DPF內(nèi)部開始氧化顆粒物,降低了DPF中沉積的顆粒物;再生目標(biāo)溫度越高,再生速率越快,提出階段式再生的熱管理策略,即排氣流量較高、碳載量較小時,采用較高的再生目標(biāo)溫度;排氣流量較低、碳載量較大時,選擇較低的再生目標(biāo)溫度。
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U464.172
【圖文】：

具有熱效率高，功率范圍廣，結(jié)構(gòu)緊湊、起動迅速、操作簡便應(yīng)用在交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械、軍事裝備等領(lǐng)域，尤其源動力與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)之爭日益劇烈，但新能源的大力發(fā)展還，因此在未來相當(dāng)長的時間內(nèi)汽車內(nèi)燃機(jī)依然占有支配地位。是汽油機(jī)與柴油機(jī)。與汽油機(jī)相比，柴油機(jī)具有動力大、高效，一直在重型車領(lǐng)域占有主導(dǎo)地位。的體積大、工作粗暴、噪聲大、冒白煙等缺點(diǎn)一直為人們所詬GR、先進(jìn)后處理技術(shù)等逐漸被現(xiàn)代柴油機(jī)機(jī)所采用，使得輕廣泛的應(yīng)用。在歐洲，柴油機(jī)轎車已占轎車年產(chǎn)量的 32 %，奧家甚至高達(dá) 50 %。相對來說，我國的柴油機(jī)行業(yè)起步較晚，加，柴油機(jī)的發(fā)展長期處于低水平技術(shù)狀態(tài)，占有率較低。

可見，汽車保有量的增長主是由汽油車帶動的。近年快，相對于乘用車總數(shù)來說，柴油車的占比不到 1 %。與歐洲 5柴油乘用車占比僅有 1 %，其中轎車占比卻不到 0.1 %。但隨著的優(yōu)點(diǎn)，使得乘用車的柴油化具有很大的提升空間。環(huán)境問題，內(nèi)燃機(jī)的廣泛應(yīng)用對經(jīng)濟(jì)與社會的發(fā)展起到巨大的推動作用、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題。石油素有“黑色黃金”之稱，在石油為各國戰(zhàn)略爭奪的重要資源。如圖 1.2 所示，2012-2016 年期間.6 億噸增長到 2254.6 億噸，增長率為 0.49 %；世界石油產(chǎn)量從噸，增長率 5.36 %；但儲采比從 60.1 %下降到 57.6 %，下降率上一年增長了 0.1 %，之后一直呈下降的趨勢[1]�？傮w來說，不容樂觀。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2731273