減少柴油燃燒污染

1、在MVEG-A循環(huán)利用電進(jìn)氣加熱器減少柴油燃燒的污染氣體Alberto Broatch, Jose´ M. Luja´n, Jose´ R. Serrano*,Benjam ´n PlaCMT Motores Te´rmicos, Universidad Polite´cnica de Valencia, Camino de Vera s/n, E-46022 Valencia, SpainReceived 27 March 2007; received in revised form 28 January 2008; accepte

2、d 29 January 2008Available online 27 February 2008姓 名：邱 旦 學(xué) 號(hào)翻譯文獻(xiàn)：在MVEG-A循環(huán)利用電進(jìn)氣加熱器 減少柴油燃的污染氣體 在MVEG-A循環(huán)利用電進(jìn)氣加熱器減少柴油燃燒的污染氣體Alberto Broatch, Jose´ M. Luja´n, Jose´ R. Serrano*,Benjam ´n PlaCMT Motores Te´rmicos, Universidad Polite´cnica de Valencia, Camino d

3、e Vera s/n, E-46022 Valencia, SpainReceived 27 March 2007; received in revised form 28 January 2008; accepted 29 January 2008Available online 27 February 2008摘要進(jìn)氣加熱是在重型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的廣泛的技術(shù)，它很少出現(xiàn)在HSDI柴油領(lǐng)域發(fā)動(dòng)機(jī)。然而，進(jìn)氣加熱的條件下研究是目前作為一種可能的替代電熱塞在HSDI冷啟動(dòng)援助柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。因?yàn)槭褂玫奈肟諝饧訜崞靼ㄒ粋€(gè)氣缸頭的簡(jiǎn)化，這種解決辦法提出了既經(jīng)濟(jì)又融為一燃燒的優(yōu)勢(shì)。盡管高進(jìn)氣溫上NOx

4、排放的負(fù)面影響，進(jìn)氣加熱減少顯著期間HC和CO排放熱身由于燃燒改善。而吸入空氣加熱技術(shù)的潛力輔助冷啟動(dòng)證明，本文是專門的進(jìn)氣加熱技術(shù)的潛力，以減少污染物的評(píng)價(jià)排放柴油機(jī)的燃燒。為了應(yīng)對(duì)這一目標(biāo)既電熱塞和進(jìn)氣加熱技術(shù)behav的深入分析在期間MVEG-A周期完成。實(shí)驗(yàn)測(cè)試進(jìn)行了一個(gè)小渦輪增壓直噴柴油機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)合環(huán)（EIL）中的方法。結(jié)果證明，一個(gè)最佳的進(jìn)氣加熱策略連同適于空氣循環(huán)控制校準(zhǔn)可以提高HC，CO和NOx排放只有一種稀缺PM增加。1背景在歐盟排放法規(guī)公布作為指令，這意味著他們有比按照歐盟成員國(guó)法律同樣重要羅馬規(guī)定的條約。因此，至關(guān)重要的是為汽車制造商，以確保他們的產(chǎn)品相匹配歐盟指令。在這

5、個(gè)問題上很多研究工作都集中在車輛的污染物排放的減少。立法規(guī)定了輕型車輛的一些最大的排放水平為標(biāo)準(zhǔn)周期（MVEG-A），它試圖模擬平時(shí)道路負(fù)荷的情況。這個(gè)試驗(yàn)是由四個(gè)相同的周期（ECE）195 s分別一個(gè)代表城市駕駛條件（低的50公里每小時(shí)負(fù)載和車輛最大速度），其次是單周期400秒（EUDC），模擬公路上駕駛條件1。根據(jù)在柴油機(jī)燃燒的主要污染物的形成過(guò)程中，它被證明是，雖然最NOx和顆粒物排放的過(guò)程中產(chǎn)生的EUDC，HC和CO在主要發(fā)射UDC當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度仍然很低。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)的低溫非可忽略的影響對(duì)在發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱污染物排放的關(guān)注。在這個(gè)意義上，證明了在一定條件下，進(jìn)氣加熱可以提供如CO和好處HC排放

6、量減少，燃燒過(guò)程中噪音控制發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱和發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定性的改善后，冷啟動(dòng)2-8。盡管這一事實(shí)，即HC和CO是未在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的最顯著污染物因?yàn)槿剂县毣旌衔铮谶@些排放量減少具有有趣的效果，如在催化劑中的減少所需的效率，這具有重要的經(jīng)濟(jì)影響。此外，小型化的發(fā)展趨勢(shì)（以改善燃油消耗率）?；虻蛪嚎s比的發(fā)動(dòng)機(jī)（關(guān)聯(lián)HCCI燃燒器）被強(qiáng)迫進(jìn)氣的溫度9-11一個(gè)更精確的控制的考慮。增加的溫度取決于進(jìn)氣溫度，排氣再循環(huán)氣體溫度和EGR率。通過(guò)這種方式進(jìn)氣電加熱器可以提供通過(guò)控制空氣溫度一個(gè)有價(jià)值的幫助。（注BMEP：平均有效制動(dòng)壓力（bar）；BSFC：制動(dòng)器比油耗（克/千瓦時(shí)）；CVS：定容取樣DI：直噴在；UD

7、C：周期；ECE：每段；ECU：發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元；EGA：廢氣分析儀；EGR：廢氣再循環(huán)；EIL：發(fā)動(dòng)機(jī)在半實(shí)物；ESC：歐洲固定周期；ETC：歐洲瞬態(tài)循環(huán)；EUDC：市區(qū)外行駛循環(huán)；FGT：固定幾何渦輪；HCCI均質(zhì)壓燃；HCLD：化學(xué)發(fā)光檢測(cè)儀加熱；HFID：加熱火焰電離檢測(cè)；HSDI：高速直噴；ñ：發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（RPS）NDIR：非分散紅外線吸收檢測(cè)器；MVEG-A：客運(yùn)機(jī)動(dòng)車排放組汽車；P：污染物；PM：總顆粒排放質(zhì)量PWM：脈沖波調(diào)制；SOF：可溶性有機(jī)成分；UDC：城市駕駛周期WG：廢氣門）然而，這是眾所周知的，攝取的增加溫度導(dǎo)致減少發(fā)動(dòng)機(jī)功率和效率12,13的，因此，通常要

8、降低渦輪的下游的進(jìn)氣溫度摻入冷卻器壓縮機(jī)和EGR閥。此外，NOx物排放，這是與顆粒為主體一起考慮正常工作條件下的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的污染物，強(qiáng)烈依賴于氣體的溫度，在這樣的方式，在高溫和高氧濃度引起高NOx的生成率12。有不同的方式來(lái)修改進(jìn)氣溫度如使用的EGR冷卻器與冷卻劑溫度控制6或使用冷卻回路具有不同熱效率。盡管如此，在利用電加熱器的進(jìn)氣歧管的入口似乎是更好的解決方案因?yàn)樗试S控制更精確地進(jìn)氣溫度時(shí)，即使不EGR。此外，電目前的加熱器更耐用性和更低的成本比其他解決方案5。此外，電加熱器可被用為了協(xié)助發(fā)動(dòng)機(jī)的冷起動(dòng)時(shí)，分配電熱塞，這是在燃燒侵入元件室5-8。此替換意味著在汽缸頭的設(shè)計(jì)，它不僅具有經(jīng)濟(jì)效

9、果，而且燃燒影響的相關(guān)簡(jiǎn)化。事實(shí)上，在溫暖的發(fā)動(dòng)機(jī)工況的電熱塞的時(shí)候關(guān)閉它通過(guò)燃燒擾動(dòng)的機(jī)制，燒過(guò)程產(chǎn)生不利影響。盡管電加熱器廣泛用于中型及重型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，它們很少出現(xiàn)在HSDI柴油機(jī)領(lǐng)域發(fā)動(dòng)機(jī)，其中使用電熱塞的是普遍的。然而，與發(fā)動(dòng)機(jī)的小型化有關(guān)的熱損失增加導(dǎo)致使用電加熱器的冷起動(dòng)由于涉及到熱困難小型發(fā)動(dòng)機(jī)比的濕表面和之間的增加體積圓柱體。此外，進(jìn)氣加熱是也可利用其它引擎條件，比如熱身或閑置。在和諧與列出的前方面，我們的目標(biāo)這種紙進(jìn)行了深刻分析的影響對(duì)污染物排放的進(jìn)氣溫度控制在MVEG-A周期HSDI柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，以及中如，評(píng)價(jià)使用該系統(tǒng)，而不是的適用性電熱塞符合未來(lái)排放限值。與此目的，經(jīng)過(guò)驗(yàn)

10、證的方法來(lái)執(zhí)行在發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)廢氣排放測(cè)量在這項(xiàng)研究中在EIL測(cè)試通過(guò)。在第2所提到的方法的簡(jiǎn)要說(shuō)明是暴露出來(lái)。第3節(jié)介紹有關(guān)進(jìn)氣溫度對(duì)排放的影響的一些重要講話。第4節(jié)紹的小排放模式的研究發(fā)動(dòng)機(jī)MVEG-A中配備了電熱塞循環(huán)。一旦獲得基線測(cè)試，第5節(jié)描述試驗(yàn)的結(jié)果與恒定空氣加熱進(jìn)行的，為了在MVEG-A周期來(lái)評(píng)估其效益，并確定了使用的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)電加熱器恒定電源。最后，同樣在第5節(jié)，并從以前的研究結(jié)論，一個(gè)給定的策略，包括動(dòng)態(tài)加熱和EGR環(huán)路控制進(jìn)行了分析采取的最佳優(yōu)勢(shì)進(jìn)氣加熱技術(shù)的污物排放。2實(shí)驗(yàn)技術(shù)說(shuō)明這項(xiàng)研究已進(jìn)行了一個(gè)小國(guó)家的藝術(shù)渦輪增壓直噴式柴油機(jī)系列發(fā)動(dòng)機(jī)，并配備FGT和EGR冷卻器，滿

11、足歐III。該發(fā)動(dòng)機(jī)完全儀器具有快速響應(yīng)熱電偶和平均壓力傳感器，其被安置在方便的區(qū)域的攝入量，排氣和冷卻系統(tǒng)。壓電和壓阻傳感器用于測(cè)量在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)的位置，如燃燒室或進(jìn)氣和排氣歧管瞬時(shí)壓力分別。為了執(zhí)行瞬時(shí)周期中，測(cè)試細(xì)胞裝有一個(gè)異步測(cè)力計(jì)由Schenck-Pegasus制造？。測(cè)功機(jī)是與XONE PC機(jī)相連？軟件編程的駕駛員和車輛模型，使路面載荷模擬周期變車輛的速度和齒輪的一個(gè)序列要求提出與一些作者15-18的基礎(chǔ)EIL兼容。燃料消耗是由兩個(gè)系統(tǒng)來(lái)確定。第一個(gè)是一個(gè)燃料重力測(cè)量系統(tǒng)與一個(gè)AVL733S Dynamic Fuel Meter.測(cè)量裝置由填充有燃料的測(cè)量容器被懸掛的上的平衡系統(tǒng)。

12、燃料消耗值是通過(guò)計(jì)算船的時(shí)間有關(guān)減肥獲得為0.12，在75克按照DIN精度1319。由于該系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間可能太長(zhǎng)期的研究中，油耗的標(biāo)定在穩(wěn)定的狀態(tài)下進(jìn)行了ECU提供的信號(hào)。此校正后，則ECU被用作燃料消耗量的第2測(cè)量系統(tǒng)。熱板風(fēng)速計(jì)系統(tǒng)Sensyflow P Sensycon用于測(cè)量吸入空氣的質(zhì)量流量。該風(fēng)速儀的測(cè)量范圍為0-720公斤/小時(shí)的測(cè)量值的2的精度。最后，在MEAsuring信號(hào)進(jìn)行采樣，在10赫茲的除外一些相關(guān)的ECU變量，如EGR閥和WG錄，在100赫茲的信號(hào)。2.1排放測(cè)量實(shí)驗(yàn)裝置采用了A計(jì)劃廢氣排放的測(cè)量示于（圖 1）氣態(tài)排放一次性條件的測(cè)量。（圖 1）氣態(tài)排放測(cè)量試樣探頭

13、的設(shè)備是直接連接到排氣管。用的目的避免烴縮合到探針，它加熱以保持其壁周圍溫度191。將探針從排氣管到擴(kuò)展EGA所在的單位不同的分析儀的位置。該碳?xì)浠衔锓治鰞x是一個(gè)加熱的火焰離子化檢測(cè)器（HFID）型，帶探測(cè)器，閥門，管道等。加熱以便保持的氣體溫度190±10。氮的氧化物進(jìn)行測(cè)定，以干的基礎(chǔ)上，通過(guò)加熱化學(xué)發(fā)光檢測(cè)手段（HCLD）型帶NO2/ NO轉(zhuǎn)換器。采樣路徑維持在一個(gè)壁溫190±10到該轉(zhuǎn)換器。一氧化碳和二氧化測(cè)定與非色散紅外（NDIR）吸收型的分析器，而順磁檢測(cè)器被用于測(cè)量氧氣濃度在排氣流動(dòng)。不透光煙度計(jì)AVL部分流439是用來(lái)連續(xù)測(cè)量煙度廢氣流樣品的。煙密度的不透

14、明度的結(jié)果黑煙（煙塵顆粒），藍(lán)煙（烴蒸汽）和白煙（水蒸汽）。為了測(cè)量，廢氣流的樣品連續(xù)地提取并通過(guò)一個(gè)調(diào)節(jié)管加熱條件在100，以防止烴冷凝和顆粒沉積。的暗度計(jì)測(cè)量室，具有限定測(cè)量長(zhǎng)度和非反射表面，是同的提取樣品填充均勻廢氣。樣品的不透明度由下式確定光衰減的測(cè)量。排氣樣品位于一個(gè)光源和一個(gè)光檢測(cè)器之間其被放置在測(cè)量室的兩個(gè)邊緣。此外，從文獻(xiàn)的相關(guān)性可用于從煙度和HC的質(zhì)量決定了粒子信號(hào)。這些相關(guān)性進(jìn)行了深入的揭露和正當(dāng)在參考文獻(xiàn)14。2.2.發(fā)動(dòng)機(jī)和電池測(cè)試程序預(yù)在歐洲指令98/69 / EC，指定MVEG-A循環(huán)中，沒有一個(gè)明確的程序?yàn)樵摪l(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行瞬態(tài)之前預(yù)處理試驗(yàn)。對(duì)于當(dāng)前的歐洲排放法規(guī)對(duì)

15、處理瞬態(tài)測(cè)試，規(guī)范的要求與環(huán)境溫度之間的規(guī)20和30。它必須被考慮到，碳?xì)浠衔锱欧诺臏y(cè)量是由于在排氣系統(tǒng)中的烴縮合發(fā)過(guò)程的溫度變化非常敏感。雖然HC的縮合不能由于防止低溫下的瞬態(tài)電流達(dá)到測(cè)試周期，更重復(fù)測(cè)量，如果環(huán)境溫度控制在所有進(jìn)行的試驗(yàn)獲得。根據(jù)此評(píng)論，氣候室與30千瓦的制冷/制熱功率容量在此使用研究。除了受控環(huán)境溫度的氣候室還允許更快的發(fā)動(dòng)機(jī)和電池冷卻，使每天超過(guò)一個(gè)循環(huán)試驗(yàn)中允許在EIL試驗(yàn)臺(tái)。盡管這樣，熱泳是變異性的來(lái)源在顆粒和HC在低溫操作的在瞬態(tài)測(cè)試測(cè)量。這種現(xiàn)象是由于之間的溫度梯度的存排氣系統(tǒng)壁和廢氣在冷啟動(dòng)條件。在這種情況下，微粒被驅(qū)動(dòng)于壁并沉積在那里。出現(xiàn)這種情況，直到氣

16、和壁之間的熱達(dá)到平衡在排氣系統(tǒng)中。在短暫的周期，這些存款，可以沖走與隨之而來(lái)的釋放顆粒和凝結(jié)HC，擾亂了測(cè)量。此外，油從渦輪基潤(rùn)滑系統(tǒng)未來(lái)可以在進(jìn)氣歧管被沉積元件和EGR冷卻器可以插入由煤煙。因此，已經(jīng)考慮到一個(gè)預(yù)處理過(guò)程在高速和高溫下可以消除沉積顆粒進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)元件的前一天測(cè)試時(shí)，在墻壁，以便微粒沉積物進(jìn)行了19與顆粒的瞬態(tài)測(cè)試過(guò)程中釋放部分減少?？傊?，用獲得的目的重復(fù)性的結(jié)果，進(jìn)行了新的測(cè)試之前，排氣管線的以下清潔步驟被執(zhí)行：1.以3000rpm和滿載以1十分鐘保持較高的溫度和非常低的不透明度排氣管線。因?yàn)镋GR閥設(shè)置在該操作條件下關(guān)閉時(shí)，在最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)，EGR冷卻器的溫保持寒冷。2.十分鐘，

17、在該EGR閥是打開的，以除去EGR冷卻器沉積物。最后，排放預(yù)處理測(cè)量設(shè)備由于是以前的操作，以保證測(cè)量的重要精度。因此，每次測(cè)試，必須嚴(yán)格進(jìn)行前吹掃和置零的排氣。2.3數(shù)據(jù)預(yù)處理盡管增強(qiáng)了持續(xù)發(fā)展廢氣分析儀，有關(guān)聯(lián)的發(fā)射測(cè)量而必須采取的有關(guān)困難考慮到當(dāng)正在執(zhí)行瞬態(tài)測(cè)試。主要問題在于這樣的事實(shí)，廢氣分析儀通常具有很長(zhǎng)的響應(yīng)時(shí)間與比較發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器的其余部分。因此，污染物排放信號(hào)被記錄延遲在比較的其余部分發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)。雖然幾個(gè)快速響應(yīng)分析儀已經(jīng)開發(fā)20-22，標(biāo)準(zhǔn)分析儀是廣泛使用。當(dāng)常規(guī)的廢氣分析儀中使用的信號(hào)延遲的問題仍然存在，因?yàn)橹匾總€(gè)分析儀有其自己的物理原理，因此，一個(gè)特性響應(yīng)時(shí)間。此外，分析器

18、放置導(dǎo)致的附加延遲由于不同管道長(zhǎng)度。由于廢氣分析儀測(cè)量污染物濃度，排氣質(zhì)量流量必須下決心計(jì)算排放質(zhì)量。因此，同步排氣質(zhì)量流量和污染物排放測(cè)量設(shè)備之間變得至關(guān)重要。面對(duì)這個(gè)問題，一些作者提出，使采樣線分析器系統(tǒng)識(shí)別來(lái)開發(fā)行為模型23，而其他作者使用互相關(guān)方法排放和其他相關(guān)信號(hào)14,24,25。在之間這項(xiàng)研究中，在發(fā)動(dòng)機(jī)之間的相關(guān)性的程序速度和污染物排放使用。這是很難找到的通用標(biāo)準(zhǔn)來(lái)識(shí)別不同的分析儀的時(shí)間延遲，因?yàn)槲廴疚锱欧攀茉S多發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)如空氣燃料比，EGR率或噴射定時(shí)。由于每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)都有其特定的空氣循環(huán)和事實(shí)燃燒策略，排放模式從一個(gè)不同其他引擎。無(wú)論如何，這似乎是合理的，無(wú)論空氣循環(huán)和燃燒策略

19、的本質(zhì)是，任何污染物排放水平可能會(huì)在減速減少，即當(dāng)燃料消耗降到零。以這種方式，在同步過(guò)程的第一步在這項(xiàng)研究中使用的計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)瞬時(shí)加速度，以確定減速，公式（1）。隨后，每種污染物信號(hào)的時(shí)間導(dǎo)數(shù)也被計(jì)算，公式（2）。污染物衍生物的負(fù)值確定的瞬間排氣中的削減污染物濃度，對(duì)應(yīng)于減速，因?yàn)槭呛侠淼纳弦欢?。因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程的興趣仍然只在減速，污染物衍生物正值拒絕，然后，所得到的信號(hào)和之間的乘積發(fā)動(dòng)機(jī)加速度被計(jì)算出來(lái)。該產(chǎn)品累積在式中的F功能，公式（3）。污染物的信號(hào)移位，直到積累函數(shù)F達(dá)到最大值，以便確定的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和之間的最大相關(guān)減速過(guò)程中污染物的排放。此外，時(shí)間延遲保持在測(cè)試期間恒定，因此，同步在減速的日

20、進(jìn)信號(hào)就足以處理的同步信號(hào)中的整個(gè)周期。之前所描述的同步方法已經(jīng)采用，因?yàn)樗试S之間的充分權(quán)衡簡(jiǎn)單性和準(zhǔn)確性。（圖2）示出所獲得的結(jié)果與加到HC同步方法（圖2a）和NOx（圖2b）。在任何情況下，F(xiàn)的功能（上面的曲線）和污染物排放（下圖）變陣表示考慮三個(gè)時(shí)間尺度：連續(xù)灰色薄線示出所獲取的信號(hào)（延遲），黑色厚線表示同步的信號(hào)，虛線灰色粗線代表了先進(jìn)的信號(hào)。圖2 同步和非同步的信號(hào)之間比較在F信號(hào)的演變表明，該同步方法具有適當(dāng)?shù)撵`敏度，因?yàn)樵贔函數(shù)的最大值是否達(dá)到了污染物信號(hào)正確同步。圖。圖2還表明，該同步方法可以使用不同的發(fā)射被應(yīng)用圖案。然而，盡管的好成績(jī)獲得并且，該程序已經(jīng)在計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的程序，

21、同步信號(hào)被單獨(dú)檢查中為了保證同步變得一致的預(yù)期行為。最后，有必要此言，盡管周圍的溫度控制和預(yù)處理程序認(rèn)為，某些分散體在試驗(yàn)的結(jié)果是經(jīng)常觀察。這就是為什么結(jié)果呈現(xiàn)在這個(gè)紙張被從至少三個(gè)重復(fù)平均值試驗(yàn)。這些測(cè)試是在不同的日子里獲得執(zhí)行可接受的重復(fù)性，用的平均偏差為了對(duì)氮氧化物的3，對(duì)HC的5，7CO和6顆粒物的排放。更多的細(xì)節(jié)和更深入的分析在本節(jié)中公開的測(cè)量程序能文獻(xiàn)中找到26。3.吸入空氣溫度對(duì)排放的發(fā)動(dòng)機(jī)影響穩(wěn)定運(yùn)行進(jìn)氣溫度對(duì)排放的影響之前，被直接評(píng)估，有必要考慮的影響進(jìn)氣加熱的空氣循環(huán)的系統(tǒng)。事實(shí)上，該增加空氣進(jìn)氣溫度涉及降低上的進(jìn)氣密度，因此對(duì)空氣質(zhì)量流量由發(fā)動(dòng)機(jī)錄取。由于嚴(yán)格的排放法規(guī)，

22、EGR是絕對(duì)必要通過(guò)稀釋燃燒混合物并且因此降低以減少氮氧化物的排放峰值燃燒溫度和氧氣濃度27-29。因?yàn)榭諝夂虴GR氣體必須被引入到氣缸掃體積有較強(qiáng)的耦合兩個(gè)流之間。在當(dāng)前的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，EGR閥是用來(lái)控制空氣質(zhì)量流量（因而EGR率）在一個(gè)封閉的循環(huán)策略，考慮所測(cè)量的空氣質(zhì)量流量作為反饋?zhàn)兞?0,31。參考空氣質(zhì)量流量，在穩(wěn)定的測(cè)試標(biāo)定，在實(shí)施地圖作為發(fā)動(dòng)機(jī)速度的函數(shù)，并且所噴射的燃料量。 EGR閥位置由PID控制器的裝置從設(shè)定點(diǎn)之間的差設(shè)定和測(cè)空氣質(zhì)量流量。以這種方式，很容易得出結(jié)論，在空氣質(zhì)量流量降低其溫度升高到來(lái)會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)控制來(lái)逐步關(guān)閉EGR閥以回收空氣質(zhì)量流量設(shè)置點(diǎn)。因此，在EGR閥

23、關(guān)閉將導(dǎo)致降低EGR率，這將導(dǎo)致進(jìn)一步增加在NOx排放，而且在粒狀，HC減少和CO排放量32。此外，吸入空氣溫度具有由本身的直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的排放。為了評(píng)估，穩(wěn)定的測(cè)試已經(jīng)在（表1）所示的測(cè)試引擎的條件下所執(zhí)行的進(jìn)氣加熱效果由四個(gè)工作點(diǎn)進(jìn)行了定義自己發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，制動(dòng)平均有效壓力（BMEP）和兩種不同的冷卻水溫度（40和85）。在每一個(gè)工況，燃油噴射設(shè)置一直保持恒定，并且進(jìn)氣溫度有被修飾改變電加熱器供電。此外，對(duì)于每一個(gè)點(diǎn)NOx排放一直保持恒定，即使在進(jìn)氣溫度的變化，通過(guò)修改的EGR閥位置。以這種方式，它已被評(píng)估上的其余部分的進(jìn)氣加熱的效果當(dāng)NOx的不受影響的排放。根據(jù)文獻(xiàn)12，HC的大部分在柴油

24、發(fā)動(dòng)機(jī)的排放量在點(diǎn)火期間產(chǎn)生延遲，當(dāng)燃料的量混合比貧稀薄燃燒極限迅速增加。在這種條件下，在貧混合物不會(huì)自燃或可持覃一個(gè)傳播火焰，它可通過(guò)只氧化相對(duì)緩慢的熱氧化反應(yīng)，會(huì)不完整的。過(guò)度混合在變得尤為重要低負(fù)荷，高轉(zhuǎn)速，特別是在發(fā)動(dòng)機(jī)小氣缸的大小。在這個(gè)意義上，進(jìn)氣加熱加速預(yù)燃化學(xué)反應(yīng)并有助于一個(gè)減少點(diǎn)火延遲的（如可在圖觀察3a和4a）。因此，增加進(jìn)氣的溫度導(dǎo)致在兩個(gè)點(diǎn)火延遲和HC的減少排放圖。圖3b和圖4b證明。以類似的方式，進(jìn)溫度上升導(dǎo)致自CO排放減少它們也是不完全燃燒的產(chǎn)物（圖3b和圖4b）。關(guān)于煙塵排放量，其復(fù)合物的形成機(jī)制使得到的結(jié)果分析更加困難。首先，作為（圖3c和圖4C）顯示，EGR當(dāng)

25、增加攝入量，以保持氮氧化物排放量不變溫度升高。因此，空氣燃料比是高度降低，因此煙塵排放量增加（圖3a和4a）。這種行為的原因是氧濃度在進(jìn)氣的還原充電32。此外，一些作者32-35報(bào)道，煙發(fā)光上升成比例地溫度上升。一旦燃料在燃燒室內(nèi)噴射，所述燃料蒸氣與空氣并在混合從注射器（電梯F長(zhǎng)度）的混合物一定距離的條件使其燃燒。電梯-O FF長(zhǎng)隨著進(jìn)氣的溫度升高，作為點(diǎn)火延遲減少的結(jié)果。因此，燃料和空氣中有較少的混合時(shí)間溫度升高。因此，當(dāng)升降鄰FF長(zhǎng)度較短，有較少的空氣夾帶，預(yù)混FL火焰是更加豐富和煤煙的前體而形成。通過(guò)這種方式，吸入溫度具有積極影響等對(duì)煙塵排放量。然而，當(dāng)煙灰粒子穿越佛羅里達(dá)州火焰前，大部

26、分燒傷，充電溫度有著積極影響等因顆粒氧化增加。在幾個(gè)獲得的結(jié)果研究32-35表現(xiàn)出更高的第一個(gè)影響，使煙塵排放隨進(jìn)氣溫度。這也可觀察到比較圖。用（圖3A）和（圖4A）。從點(diǎn)數(shù)（圖3a）的表現(xiàn)出較高水平的透明度比（圖 4A）由于其較小的點(diǎn)火延遲。最后，對(duì)燃燒延遲進(jìn)氣溫度電子FF等對(duì)由發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噪聲的正意義。燃燒實(shí)際上，還原延遲隨溫度的升高導(dǎo)致對(duì)減少燃料在預(yù)混合點(diǎn)燃了燒量相降低壓力升高，因此燃燒噪聲排放減少（圖3D和4D），為的速率可以得出結(jié)論在5。之所以（圖3D）點(diǎn)有更低的噪音水平比從圖點(diǎn)。（圖4D）也是（圖2）的較小的點(diǎn)火延遲。（圖3A）點(diǎn)相對(duì)于（圖4A）點(diǎn)。4.電熱塞的排放分析MVEG-A

27、周期與識(shí)別所述排放圖案的目的在MVEG-A循環(huán)，污染物的演變測(cè)試用發(fā)光過(guò)程中測(cè)量下游催化劑塞將在本節(jié)進(jìn)行分析在（圖5）污染物排放等相關(guān)參第一個(gè)階段ECE TER值顯示。有趣的是要強(qiáng)調(diào)的第一個(gè)歐洲經(jīng)委會(huì)由于特殊性在起動(dòng)過(guò)程的影響和兩個(gè)熱過(guò)程和引擎設(shè)置低溫電子FF等（如EGR閥控制）。在這張圖，黑色細(xì)線顯示出一些發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)量化網(wǎng)絡(luò)版的演變上右軸，而灰色粗虛線顯示污染物。在（圖5a）示出在廢氣和不透明度的氧濃度之間的比較。正如所料，該最高不透明度的峰值處產(chǎn)生的第一個(gè)加速度，由于低發(fā)動(dòng)機(jī)溫度。此外，煤煙排放產(chǎn)生由于在燃燒室局部區(qū)域具有非常低的空氣燃料比12。因?yàn)閺U氣中的氧濃度成正比對(duì)全球空氣燃料比，一

28、個(gè)比較明顯的相關(guān)性不透明性和氧氣濃度在廢氣之間在這張圖是觀察。在（圖5B，C和E)，燃油消耗，空氣質(zhì)量流量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變陣?yán)L制，分別。這是清楚地證明了加速度引起的空氣質(zhì)量和燃油流入的增加。此外，燃料消耗上升更快，使得空氣燃料比率減少，然后不透明度增大，如觀察（圖5A）。以相反的方式，在減速燃油噴射停止，氧濃度上升超過(guò)20，如在空氣中。連同EGR閥最后，這個(gè)電子影響等可降低不透明度到可以忽略不計(jì)列弗埃爾斯在減速。5. 進(jìn)氣加對(duì)在污染物排放MVEG-A周期的影響排放MVEG-A在分析之前與吸入空氣加熱技術(shù)5，就必須此話保持恒定電的重要性無(wú)論電熱塞和進(jìn)氣加熱系統(tǒng)評(píng)估的消費(fèi)，以避免迪困難發(fā)電機(jī)的需求。

29、因此，污染物排放二應(yīng)該是由于供熱系統(tǒng)本身的潛力，而不是從發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷迪派生的其他間接因素。隨著目的，保持空氣加熱器的電力消耗在類似于由電熱塞所要求的測(cè)試，合適的電源和所述開關(guān)接通期間通過(guò)電熱塞的特性決定在他們的MVEG-A周期操作。從這種特征，可以觀察到的時(shí)間在其中的電熱塞保持接通取決于溫度的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑。事實(shí)上，電熱塞轉(zhuǎn)關(guān)閉當(dāng)冷卻液溫度達(dá)到65。因此，電熱塞保持在大約480 s的要求295 W（圖8a）在開始電力供給的考驗(yàn)。盡管電熱塞被切換的事實(shí)關(guān)閉期間減速，在加速度和持續(xù)速度階段的電力消耗遺體幾乎恒定由于恒壓電源的12.5 V和電流23.6 A的，這意味著，沿著這些元件的電能消耗整個(gè)周期達(dá)到

30、124千焦。在第一種方法，用恒定的進(jìn)氣加熱試驗(yàn)在周期的一部分中進(jìn)行。在這些試驗(yàn)中，該加熱器保持在（即使在減速）相同運(yùn)行時(shí)間為電熱塞。因此，其宗旨是在加熱器消耗消散朝霞與相同的能量插頭，260W的電功率是必需的。由于電加熱器是專用的430 W上的最大電功率工作，一個(gè)恒定的60的PWM信號(hào)被用來(lái)供給電加熱器。圖。的（圖8a）的細(xì)節(jié)耗電量?jī)蓚€(gè)評(píng)價(jià)系統(tǒng)進(jìn)行了比較。（圖8b）示出了吸入空氣加熱器5的圖片。6. 總結(jié)和結(jié)論在本文的實(shí)驗(yàn)研究已進(jìn)行出為了評(píng)價(jià)吸入空氣的電位加熱技術(shù)污染物排放的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過(guò)程中MVEG-A周期的減少。有了這個(gè)目標(biāo)，在執(zhí)行了簡(jiǎn)短的研究關(guān)于進(jìn)氣溫度的電子FF等穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)動(dòng)機(jī)排放

31、，以狀態(tài)下，主要排放機(jī)制。下面，MVEG-A測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)電熱塞，并配有專用空氣加熱器原型位于進(jìn)氣歧管的入口-在替換-在的EIL環(huán)境進(jìn)行-電熱塞換貨。用電熱塞獲得的結(jié)果已經(jīng)作為參考，使空氣加熱的好處音響TS技術(shù)是在與這些結(jié)果關(guān)系進(jìn)行評(píng)價(jià)。此外，MVEG-A周期進(jìn)行發(fā)光塞技術(shù)已用于瞬態(tài)工作期間以確定排放量的圖案。空氣加熱技術(shù)的潛力是通過(guò)UDC的第一個(gè)部分在與恒定的加熱試驗(yàn)的初步評(píng)估。這些測(cè)試的結(jié)果具有被比作那些電熱塞獲得。此證明比較敏感減少HC和CO排放與空氣加熱。然而，不同于對(duì)HC和CO，氮氧化物和顆粒物排放惡化，這個(gè)系統(tǒng)。NOx的惡化主要是由該E在EGR率，這是由設(shè)置在空氣加熱的FF等發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣

32、循環(huán)控制。事實(shí)上，其目的以實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣質(zhì)量流量設(shè)置點(diǎn)，EGR閥關(guān)閉 - 從而使EGR率降低 - 當(dāng)密度吸入空氣的下落因加熱。此外，通過(guò)這種初步分析，也有人指出重要的CO和HC的減少相對(duì)于電熱塞技術(shù)制作了以穩(wěn)定的速度，而有關(guān)氮氧化物和煙塵的增量出現(xiàn)在閑置。從這些觀察了寶貴的指導(dǎo)的去網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化空氣加熱策略來(lái)降低HC和CO排放量，但控制氮氧化物和顆粒物已經(jīng)提取。任何戰(zhàn)略的適合控制的主鍵電加熱器是：1.在減速切換ØFF空氣加熱器，因?yàn)槲廴疚锊荒茉谶@些空氣加熱敏感條件。2.要提供的電功率成比例地發(fā)動(dòng)機(jī)的速度加速和以恒定速度的條件;為了減少過(guò)度加熱在空閑的條件，并持有一定的比例在能源應(yīng)用和空氣質(zhì)量流。

33、3.要提供類似的總能量與電加熱器比用電熱塞組合以保持恒定的燃油消耗率。此外，隨著控制NOx排放的目的，在空氣循環(huán)控制的設(shè)置必須適應(yīng)于優(yōu)化的空氣加熱的策略。如此在怠速EGR率應(yīng)增加減少所需的空氣質(zhì)量流量，以及冷卻劑溫度的影響等對(duì)空氣質(zhì)量流量應(yīng)減少為了保持NOx排放低的的第一個(gè)部分中循環(huán)。由于空氣加熱有直接和積極的影響上的HC和CO，該技術(shù)不需要降低EGR率在初始時(shí)刻控制這種排放在UDC周期。在與電熱塞相比，這些行動(dòng)已經(jīng)允許（在發(fā)動(dòng)機(jī)研究目前紙）的中的HC13，5二氧化碳和3的減少而氮氧化物燃料消耗是相當(dāng)類似的（+0.3）和顆粒物僅約4降低。該排放測(cè)量與值得注意的是，給定的策略已經(jīng)測(cè)量上游的后處理

34、系統(tǒng)。如果使用催化劑，類似區(qū)別以HC和電熱塞和戰(zhàn)略X測(cè)試之間的CO排放將獲得，原因在于催化劑花費(fèi)約50 s到操作，當(dāng)區(qū)別煥發(fā)之間插頭和策略x將導(dǎo)致可以忽略不計(jì)。同樣的結(jié)論可以從氮氧化物排量得到，因?yàn)槟壳暗腘Ox捕集器或催化劑的技術(shù)是不是在營(yíng)運(yùn)載客汽車使用。然而，對(duì)于PM排放，顆粒捕集器是一種普遍的技術(shù)，做不依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)溫度變得可操作。因此，進(jìn)氣加熱的主要缺點(diǎn)技術(shù)，相對(duì)于4的上升點(diǎn)的，可以很容易地通過(guò)使用顆粒捕集器的補(bǔ)償。隨著網(wǎng)絡(luò)最終結(jié)論本研究證據(jù)表明，除了是直噴柴油機(jī)冷起動(dòng)的替代系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)，空氣加熱技術(shù)的電阻也是一個(gè)合適的系統(tǒng)為排放從還原精簡(jiǎn)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒。7.參考文獻(xiàn)1 98/69/EC

35、and 2002/80/EC European Directives.2 Ogawa Hideyuki, Raihan Khandoker A, Ilizuka Ken-ichi, MiyamotoNoboru. Cycle-to-cycle transient characteristics of diesel emissionsduring starting. SAE paper 1999-01-3495; 1999.3 Merskisz Jerzy, Bielaczyc Piotr, Pielecha Jacek. Cold start emissionsperformance from

36、 direct injection diesel engine. In: Europeanautomotive congress; 2001.4 Bielaczyc Piotr, Merskisz Jerzy. Cold start emissions investigation atdierent ambient temperature conditions. SAE paper 980401; 1998.5 Payri F, Broatch A, Serrano JR, Rodr ´guez LF, Esmor ´s A. Study ofthe potential o

37、f intake air heating in automotive DI diesel engines.SAE paper 2006-01-1233; 2006.6 Cooper B, Jackson N, Penny I, Rawlins D, Truscott A, Seabrook J.Advanced combustion system design, control and optimisation tomeet the requirements of future European passenger cars. In:THIESEL 2004 conference on the

38、rmo-and uid dynamic processesin diesel engines; 2004.7 Mertz Rolf. Electric intake air heating for small and medium-sizeddiesel engines. MTZ Motortechnische Zeitschrift 1997;58.8 Lindl Bruno, Schmitz Heinz-Georg. Cold start equipment for dieselinjection engines. SAE paper 1999-01-1244; 1999.9 Shibat

39、a G, Urushihara T. The interaction between fuel chemicals andHCCI combustion characteristics under heated intake air conditions.SAE paper 2006-01-0207; 2006.10 Lu Xing-Cai, Chen Wei, Huang Zhen. A fundamental study on thecontrol of the HCCI combustion and emissions by fuel design conceptcombined wit

40、h controllable EGR. Part 2. Eect of operatingconditions and EGR on HCCI combustion. Fuel 2005;84:108492.11 Kim Dae Sik, Lee Chang Sik. Improved emission characteristics ofHCCI engine by various premixed fuels and cooled EGR. Fuel2006;85:695704.12 Heywood JB. Internal combustion engine fundamentals.

41、McGrawHill; 1997.13 Hou Shuhn-Shrung. Heat transfer eects on the performance of anAir standard dual cycle. Energy Conv Manag 2004;45:300315.14 Arre gle J, Bermu ´dez V, Serrano JR, Fuentes E. Procedure for enginetransient cycle emissions testing in real-time. Exp Therm Fluid Sci2006;30(5):48596

42、.15 Fathy HK, Ahlawat R, Stein JL. Proper powertrain modeling forengine-in-the-loop simulation. In: Proceedings of the 2005 ASMEinternational mechanical engineering congress and exposition; 2005.16 Filipi ZS, Fathy H, Hagena JR, Kna A, Ahlawat R, Liu J, et al.Engine-in-the-loop testing for evaluatin

43、g hybrid propulsion conceptsand transient emissions HMMWV case study. SAE paper 2006-01-0443; 2006.17 Rousseau A, Pasquier M. Validation of a hybrid modeling software(PSAT) using its extension for prototyping (PSAT-PRO). Globalpowertrain congress; 2001.18 Jason TC,Moskwa JJ. A hardware-in-the-loop t

44、ransient diesel enginetest system for control and diagnostic development. In: Proceedingsof the ASME international mechanical engineering congress andexposition; 2001.19 Andrews GE, Clarke AG, Rojas NY. The transient storage and blowout of diesel particulate in practical exhaust systems. SAE paper20

45、01-01-0204; 2001.20 Peckham M, Hands T, Burrell J, Collings N, Schurov. Real time in-cylinder and exhaust NO Measurements in a production SI engine.SAE paper 980400; 1998.21 Reavell St J, Collings N, Peckham M, Handa T. Simultaneous fastresponse NO and HC measurements form a spark ignition engine.SA

46、E paper 971610; 1997.22 Woo-Seok K, Jong-Hwa L. Design of a gas sampling module for CO2concentration measurement in fast response conditions. Meas SciTechnol 2005;16:11459.23 De Petris C, Diana S, Giglio V, Police G. Some problems in theimprovement of measurement of transient emissions. SAE paper941

47、949;1994.24 Konstantas G, Stamatelos A. Quality assurance of exhaust emissionstest data. Proc Inst Mech Eng Part D-J Automob Eng 2004;218:90114.25 Messer JT, Clark NN, Lyons DW. Measurement delays and modalanalysis for a transportable heavy duty emissions testing laboratory.SAE paper 950218;1995.26 Broatch A, Luja ´n JM, Serrano JR, Pla B. Pollutants instantaneousmeasurement and data analysis of engine-in-the-loop tests. In:THIESEL 2006, Proceedings of the conference on thermo-and uiddynamic processes in diesel engines; 2006.27 Lapuerta M, Hernandez JJ, Gimenez F. Evaluation