中重型車用柴油機排放知識介紹

1、國國4技術路線的介紹技術路線的介紹排放知識介紹排放知識介紹 國家排放法規(guī)國家排放法規(guī)GB17691GB1769120052005標準規(guī)定了國標準規(guī)定了國、國國、國、國的標準限值和測量方法，主要針對壓的標準限值和測量方法，主要針對壓燃式、氣體燃料點燃式發(fā)動機壓燃式等發(fā)動機的燃式、氣體燃料點燃式發(fā)動機壓燃式等發(fā)動機的排氣污染物。排氣污染物。 試驗工況由試驗工況由ESCESC（穩(wěn)態(tài)循環(huán)）、（穩(wěn)態(tài)循環(huán)）、ELRELR（負荷煙度（負荷煙度試驗）和試驗）和ETCETC（瞬態(tài)循環(huán)）工況所構(gòu)成。針對不同（瞬態(tài)循環(huán)）工況所構(gòu)成。針對不同車種或不同的控制階段，應用不同的試驗工況。車種或不同的控制階段，應用不同的試

2、驗工況。 從國從國開始增加了車載診斷（開始增加了車載診斷（OBDOBD）或車載測）或車載測量（量（OBMOBM）系統(tǒng)，增加了排放控制裝置的耐久性要）系統(tǒng)，增加了排放控制裝置的耐久性要求。增加了在用車符合性的要求，增加了新型發(fā)求。增加了在用車符合性的要求，增加了新型發(fā)動機和新型汽車的型式核準規(guī)程。改進了生產(chǎn)一動機和新型汽車的型式核準規(guī)程。改進了生產(chǎn)一致性檢查及其判定方法。致性檢查及其判定方法。排放知識介紹排放知識介紹ESC和和ELR限值限值排放知識介紹排放知識介紹排放知識介紹排放知識介紹ETC限值限值排放知識介紹排放知識介紹1.排放試驗的測定方法。排放試驗的測定方法。 排放法規(guī)規(guī)定的測試十三工況

3、分排放法規(guī)規(guī)定的測試十三工況分A轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速、B轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速、速、C轉(zhuǎn)速和怠速組成。轉(zhuǎn)速和怠速組成。其中：其中：A轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速= nlo +25%(nhi - nlo )B轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速= nlo +50%(nhi - nlo )C轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速= nlo +75%(nhi - nlo )注：注：nlo低轉(zhuǎn)速，指低轉(zhuǎn)速，指50%最大凈功率的最低發(fā)動機轉(zhuǎn)速。最大凈功率的最低發(fā)動機轉(zhuǎn)速。 nhi高轉(zhuǎn)速，指高轉(zhuǎn)速，指70%最大凈功率的最高發(fā)動機轉(zhuǎn)速。最大凈功率的最高發(fā)動機轉(zhuǎn)速。ESC測試方法測試方法 排放知識介紹排放知識介紹排放知識介紹排放知識介紹排放知識介紹排放知識介紹 十三工況測量完成后，為防止作弊行為，在十三工況測量

4、完成后，為防止作弊行為，在排放區(qū)域內(nèi)又增加了三個隨機抽查點進行排放區(qū)域內(nèi)又增加了三個隨機抽查點進行NOX的的檢查。檢查。 ELR測試方法測試方法 在以上在以上A，B，C三個轉(zhuǎn)速點進行不透光煙度檢查。三個轉(zhuǎn)速點進行不透光煙度檢查。同時加入一點同時加入一點D進行驗證。進行驗證。 試驗規(guī)程：發(fā)動機在試驗規(guī)程：發(fā)動機在A轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速的10負荷下運行負荷下運行202S后，迅速的拉高油門到后，迅速的拉高油門到100負荷下運行負荷下運行101S后。這樣工作進行三次后。在后。這樣工作進行三次后。在202S后轉(zhuǎn)后轉(zhuǎn)入入B轉(zhuǎn)速。內(nèi)容同轉(zhuǎn)速。內(nèi)容同A轉(zhuǎn)速。最終完成轉(zhuǎn)速。最終完成D轉(zhuǎn)速的試驗。轉(zhuǎn)速的試驗。 排放知識介紹

5、排放知識介紹 ETC測試方法測試方法基準轉(zhuǎn)速的確定：基準轉(zhuǎn)速的確定： 基準轉(zhuǎn)速基準轉(zhuǎn)速=nlo+95%(nhi- nlo) 實際轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速實際轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速(基準轉(zhuǎn)速怠速基準轉(zhuǎn)速怠速)/100-怠速怠速 實際扭矩轉(zhuǎn)速實際扭矩轉(zhuǎn)速最大扭矩最大扭矩/100 試驗進行試驗進行30分鐘，分鐘，1800秒，分別為模擬城市道秒，分別為模擬城市道路路10分鐘，模擬鄉(xiāng)村道路分鐘，模擬鄉(xiāng)村道路10分鐘，模擬高速道路分鐘，模擬高速道路10分鐘。分鐘。排放知識介紹排放知識介紹排放知識介紹排放知識介紹排放知識介紹排放知識介紹國國4開發(fā)的技術路線開發(fā)的技術路線 目前在進行國目前在進行國4發(fā)動機研發(fā)過程中，在燃燒優(yōu)化發(fā)動機研發(fā)過

6、程中，在燃燒優(yōu)化的同時，主要是發(fā)動機后處理技術的選擇。主要的同時，主要是發(fā)動機后處理技術的選擇。主要采用的后處理技術有：采用的后處理技術有：采用采用SCR技術；選擇催化還原技術技術；選擇催化還原技術(Selective Catalytic reduction)冷卻冷卻EGR （Exhaust Gas Recirculation) POC(Particle Oxidation Catalyst) ；廢氣再循環(huán)顆粒氧化型催化器；廢氣再循環(huán)顆粒氧化型催化器冷卻冷卻EGR+DPF(Diesel particulate Filter)； 廢氣再循環(huán)顆粒捕集器廢氣再循環(huán)顆粒捕集器冷卻冷卻EGRPOCDOC

7、(Diesel Oxidation Catalyst) 。 廢氣再循環(huán)顆粒氧化型催化器氧化催化轉(zhuǎn)化器廢氣再循環(huán)顆粒氧化型催化器氧化催化轉(zhuǎn)化器排放知識介紹排放知識介紹優(yōu)點缺點EGREGRPOCPOC最簡單的后處理技術最簡單的后處理技術發(fā)動機更為先進，復雜發(fā)動機更為先進，復雜對終端用戶的影響最小對終端用戶的影響最小無法控制排放性能無法控制排放性能對尿素的基礎設施沒有依賴對尿素的基礎設施沒有依賴需要低硫柴油需要低硫柴油增加了發(fā)動機尺寸增加了發(fā)動機尺寸僅適用低顆粒排放的發(fā)動機僅適用低顆粒排放的發(fā)動機更高的熱負荷更高的熱負荷燃油消耗更高燃油消耗更高EGREGRDPFDPF能滿足低顆粒要求能滿足低顆粒要求

8、發(fā)動機更為先進，復雜發(fā)動機更為先進，復雜對終端用戶的影響最小對終端用戶的影響最小更高的熱負荷更高的熱負荷根據(jù)發(fā)動機尺寸具有可伸縮性根據(jù)發(fā)動機尺寸具有可伸縮性極低硫含量極低硫含量對尿素的基礎設施沒有依賴對尿素的基礎設施沒有依賴增加了發(fā)動機尺寸增加了發(fā)動機尺寸后處理控制系統(tǒng)復雜后處理控制系統(tǒng)復雜對服務要求更高對服務要求更高燃油消耗更高燃油消耗更高SCRSCR改善燃油經(jīng)濟性改善燃油經(jīng)濟性對終端用戶影響比較大對終端用戶影響比較大冷卻系統(tǒng)無需改變冷卻系統(tǒng)無需改變需要尿素供應基礎設施需要尿素供應基礎設施對發(fā)動機尺寸沒有影響對發(fā)動機尺寸沒有影響后處理安裝較之前更為復雜后處理安裝較之前更為復雜很容易從國很容易

9、從國4 4升級到國升級到國5 5凈燃油凈燃油/ /尿素消耗由于國尿素消耗由于國3 3EGR 技術：通過將排氣管中的部分排氣引入進技術：通過將排氣管中的部分排氣引入進氣系統(tǒng)，與新鮮的空氣進行混合，從而引起沖量氣系統(tǒng)，與新鮮的空氣進行混合，從而引起沖量的性質(zhì)發(fā)生變化，進而影響整個燃燒過程。的性質(zhì)發(fā)生變化，進而影響整個燃燒過程。 車用車用EGR系統(tǒng)對改善柴油機系統(tǒng)對改善柴油機NOX的排放效的排放效果顯著。但是同時它也對柴油機的性能帶來很大果顯著。但是同時它也對柴油機的性能帶來很大的影響。隨著的影響。隨著EGR率增加，進入氣缸內(nèi)的潔凈空率增加，進入氣缸內(nèi)的潔凈空氣量減少，混合氣質(zhì)量變差，燃燒不完全，增

10、加氣量減少，混合氣質(zhì)量變差，燃燒不完全，增加了油耗（上升了油耗（上升4）和整機的動力性。因此在進）和整機的動力性。因此在進行行EGR技術標定過程中要綜合考慮技術標定過程中要綜合考慮EGR率。在率。在高負荷時減少高負荷時減少EGR，全負荷時不宜進行，全負荷時不宜進行EGR，低負荷可以進行較大的低負荷可以進行較大的EGR。排放知識介紹排放知識介紹SCR技術：選擇催化還原技術。先進行優(yōu)化燃燒。技術：選擇催化還原技術。先進行優(yōu)化燃燒。然后采用然后采用SCR技術降低因為燃燒優(yōu)化而產(chǎn)生的技術降低因為燃燒優(yōu)化而產(chǎn)生的NOX排放，同時對排放，同時對PM排放的降低具有一定的能力。具排放的降低具有一定的能力。具有

11、燃消耗率低的優(yōu)點。但系統(tǒng)更為復雜。有燃消耗率低的優(yōu)點。但系統(tǒng)更為復雜。排放知識介紹排放知識介紹DPF技術：顆粒捕集器（顆粒過濾器）。主要作技術：顆粒捕集器（顆粒過濾器）。主要作用是捕集廢氣中的炭顆粒，然后通過再生將其除用是捕集廢氣中的炭顆粒，然后通過再生將其除掉。掉。DPF的使用最關鍵的一點是有良好的再生控的使用最關鍵的一點是有良好的再生控制策略。一般同制策略。一般同EGR配合使用。配合使用。DOC：氧化催化轉(zhuǎn)化器。主要作用通過氧化轉(zhuǎn)化：氧化催化轉(zhuǎn)化器。主要作用通過氧化轉(zhuǎn)化將排氣中的有機物質(zhì)轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)。包括氣態(tài)將排氣中的有機物質(zhì)轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)。包括氣態(tài)的的CO、HC以及固態(tài)或也太顆粒物中的有機成分以及固態(tài)或也太顆粒物中的有機成分轉(zhuǎn)化成氣態(tài)物質(zhì)如轉(zhuǎn)化成氣態(tài)物質(zhì)如CO2和和H2O排出。對氣態(tài)排出。對氣態(tài)CO、HC轉(zhuǎn)化率高達轉(zhuǎn)化率高達90，對顆粒物的轉(zhuǎn)化率取決于有，對顆粒物的轉(zhuǎn)化率取決于有機物成份。一般在機物成份。一般在2040。DOC內(nèi)部結(jié)構(gòu)是內(nèi)部結(jié)構(gòu)是直通式，不能催化轉(zhuǎn)化碳顆粒，也不能攔截沉積直通式，不能催化轉(zhuǎn)化碳顆粒，也不能攔截沉積固態(tài)顆粒。一般同固態(tài)顆粒。一般同EGR同時使用。同