刘雄[1]2004年在《满足低排放法规的两气门电控柴油机燃烧过程研究》文中进行了进一步梳理随着柴油机排放法规限值日趋严格及柴油机技术的不断进步,开发满足欧洲Ⅲ号排放标准的柴油机已成为目前我国柴油机工作者的迫切任务。根据我国柴油机产业技术现状和市场需求,在现有两气门柴油机的基础上研究满足欧Ⅲ排放标准的燃烧技术,显得尤为重要。本文利用日本电装公司的ECD-U2电控高压共轨系统,在上海柴油机股份有限公司D6114增压中冷柴油机的基础上,研究开发了满足欧洲Ⅲ号排放标准的两气门电控柴油机。提出利用部分预混合燃烧技术解决了电控柴油机低速范围扭矩输出提高后产生的黑烟排放,并研究了柴油中硫含量对柴油机无催化装置条件下颗粒排放的影响。本文开展了如下系统的研究工作:1.与无锡威孚公司合作开发了电控高压共轨系统,分析了工作原理及其性能参数。同时,还将试验中所使用的ECD-U2系统与威孚系统进行了对比,分析二者差异及产生的原因以及应用在柴油机上将产生的结果。2.对电控系统进行了标定技术研究,采用EFS油泵试验台对电控系统进行了喷油规律及喷油一致性研究,提出了利用软件补偿保证电控喷油系统在柴油机上的喷油一致性。3.开发了电控两气门柴油机燃烧系统和研究了电控高压共轨系统控制策略,使两气门电控柴油机全面达到欧洲Ⅲ号排放标准,测试结果为:NOX=4.87g/kW.h, CO=1.097 g/kW.h, HC= 0.212 g/kW.h, PM=0.0857g/kW.h。ELR试验结果为:0.72m-1。4.针对电控柴油机低速扭矩输出提高之后碳烟排放升高的问题,分析了碳烟生成的原因,进行了提高喷射压力和改变喷油定时等措施对电控柴油机降低低速全负荷烟度的研究,在常规措施不能奏效的情况下,提出采用预喷射形成部分预混合燃烧来降低柴油机低速全负荷碳烟排放。根据碳烟产生的燃烧机理,设计试验方案:①增加预喷射与主喷射之间的间隔,使预喷射燃油有足够的时间充分与空气混合②增加预喷射燃油量,减少主喷射燃油量,以减少扩散燃烧。研究结果表明:整个低速范围内,部分预混合燃烧都能起到降低柴油机全负荷排气烟度的效果,部分工况降幅达50%,但采用预喷射与仅有主喷射相比,采用预喷射后燃油消耗有所升高。5.为了进一步理解部分预混合燃烧在碳烟形成和碳烟氧化过程中的影响机理,对电控柴油机采用预喷射后的燃烧过程进行了数值模拟。使用
龚英利[2]2008年在《基于EGR和低温燃烧概念的柴油机燃烧过程研究》文中提出柴油机排放法规日趋严格,根据我国国情,在现有两气门柴油机的基础上研究满足低排放标准的排放控制技术显得尤为重要。EGR技术是降低柴油机NOx排放最有效的措施之一,但增压柴油机由于进气压力高,在高负荷时进气中引入EGR比较困难。因此,本文研究开发了文丘里混合器和单向阀EGR系统。基于低温燃烧概念,通过试验和数值模拟,研究了在产品柴油机上采用大流量EGR实现低温燃烧,从而降低碳烟和NOx排放的控制策略。通过采用机械式喷油泵加EGR系统使两气门产品柴油机达到低排放法规的要求。利用试验和模拟计算研究了低温燃烧过程。模拟计算了不同负荷和EGR率条件下缸内燃烧状况,对Φ-T图做了补充。结果表明,在1800/rmin,10%负荷,EGR率高于61%时,由于高EGR率大幅度降低了氧气浓度而导致的低温燃烧使得碳烟排放量降低。在25%负荷时,进一步降低EGR气体温度可以使燃烧过程向低温燃烧区域移动,远离碳烟生成区,实现低温燃烧。提出燃烧室设计要与EGR技术相适应的观点。设计了能够适应大流量EGR的新燃烧室。研究表明,在新燃烧室凹坑内外均能形成最合适的混合气分布,避免了过浓的混合气区域,燃烧较充分,放热率较高,碳烟排放减少,从而可以较大幅度的增加EGR率,降低N0x排放。研究开发出新型环缝式EGR文丘里混合器,不仅能够引入足够的EGR气体流量,而且能够使EGR气流与进气混合均匀,在最大限度的降低NOx的同时,烟度增加最少。在两气门非道路用柴油机上采用环缝式文丘里混合器EGR系统加机械泵,可以达到美国Tier 3排放标准要求。其NOx比排放量为3.258g/kW.h,比原机降低45%,PM比排放量为0.265g/kW.h。为满足两气门车用柴油机达到欧Ⅲ排放标准的要求,开发设计了带单向阀的EGR系统。试验结果表明,在1740r/min,100%负荷时,该单向阀EGR系统可以实现的EGR率为14%,并且在进气系统内不需要附加任何类型的节流装置。检测试验表明,采用机械泵+单向阀EGR系统可以使两气门车用柴油机达到欧Ⅲ排放标准的限值要求, NOx比排放量为4.77 g/kW.h, PM比排放量为0.067 g/kW.h。
李云强[3]2008年在《两气门WP10国III、国IV柴油机燃烧系统开发》文中提出随着柴油机排放法规限值日趋严格及柴油机技术的不断进步,开发满足中国III、国IV号排放标准的柴油机已成为目前我国柴油机工作者的迫切任务。根据我国柴油机产业技术现状和市场需求,在现有两气门柴油机的基础上研究满足国III排放标准的燃烧技术以及满足国IV标准的柴油机燃烧和后处理技术显得尤为重要。本课题采用德国博世第二代电控高压共轨系统EDC7,在潍柴动力股份有限公司WD615(单缸两气门)增压中冷柴油机基础上,研究开发了满足中国III阶段排放标准的两气门电控柴油机。在此基础上,采用博世DeNOx2 SCR控制系统,匹配国际先进的SCR后处理器,研究开发了满足中国IV阶段排放标准的柴油机。1.对比分析了不同电控系统的优缺点,确定在两气门WP10国III柴油机上选用博世公司的电控高压共轨系统。并在EFS高压共轨试验台上对影响燃烧的主要部件-电控喷油器的喷油规律进行测试和研究。2.对影响发动机燃烧和排放的原WD615国II柴油机的主要零部件进行了配置优化,优化活塞环以降低机油消耗,进而降低颗粒排放。优化燃烧室,改善燃烧室内气流运动分布规律的同时,改善扩散燃烧减少颗粒排放。对不同喷油器和增压器进行优化,选出了最佳配置。3.在确定发动机最佳配置的基础上,通过燃烧分析手段,对不同喷射压力、提前角以及多次喷射的发动机热力学性能进行分析研究,为改善发动机性能,降低发动机排放提供燃烧方面的理论支持。4.研究了电控高压共轨系统控制策略,通过优化喷油压力、定时、预喷、后喷等参数,对发动机的性能进行全面的燃烧开发和标定,使柴油机达到国III排放标准,测试结果为:NOx=4 .80g/kW.h,PM=0.08g /kW.h ,CO=0.45g/kW.h,HC=0.30g/kW.h,ELR烟度:0.46 m-l。5.通过研究分析确定采用SCR技术路线达到中国IV、V阶段最佳方案,根据两气门WP10柴油机实际情况,优化设计了SCR系统,研究了SCR对NOx的催化转化的历程,并通过对柴油机的SCR稳态温度、尿素喷射量、稳态及瞬态的开发标定,使两气门WP10柴油机达到国IV排放标准,测试结果ESC循环:NOx =2.91g/kW.h,PM=0.014g /kW.h,CO=0.38g/kW.h,HC=0.054g/kW.h,ELR烟度:0.042 m-l,ETC循环:NOx=2.83g/kW.h,PM=0.017g /kW.h,CO=0.094g/kW.h,HC=0.129g/kW.h。
张学文[4]2012年在《乘用车两缸柴油机的关键技术研究》文中指出论文在分析了国内外同类柴油机的技术现状和发展趋势的基础上,结合微型乘用车市场需求,提出了开发小排量乘用车两缸柴油机的思路。针对乘用车两缸柴油机的关键技术难题,对两缸柴油机的振动、噪音、动力性、经济性及排放展开研究：1)对比分析了0—180°CA和0—360°CA曲拐布置的两缸柴油机的平衡性以及对增压器的匹配影响,确定了360°CA的发火顺序；针对0—360°CA曲拐布置的两缸柴油机,设计了平衡系统；对不同曲轴平衡重的配比对轴系动力学的影响进行了分析研究,确定合理的平衡重的配比；对曲轴进行扭振分析,设计了曲轴扭振减震器；对两缸柴油机的转矩波动特性和转速波动特性进行了研究,确定了飞轮的转动惯量。2)利用气门正时优化和DOE软件对配气相位进行了优化,得到发动机在低速、最大转矩、额定功率工况时不同的配气相位对柴油机的充量系数、燃油消耗和泵气损失的影响。兼顾柴油机的高低速性能,选择了合理的配气相位；通过动力学计算结果,得到凸轮和摇臂滚子之间的接触应力、赫兹压力、气门落座速度等动力学特性参数；3)针对两缸柴油机进、排气管内压力波动较大的问题,提出了增压器的匹配优化方案,采用旁通废气放气阀式涡轮增压器,在兼顾了柴油机的高低速性能的基础上,通过改变涡轮尺寸、压气机端流通部分尺寸,以及改变压气机叶轮的形状,提高增压器的效率；针对不同结构的EGR入口管进行EGR率均匀性分布计算,优化EGR入口位置,优化各缸EGR的均匀性。4)对发动机的总体布置进行研究,确定供油系统、冷却系统、润滑系统；在发动机台架上进行柴油机的燃烧开发,对不同的燃烧室进行了对比试验,确定压缩比；进行增压器的优化匹配确定增压器；对不同喷雾夹角、孔径、流量的喷油器及油嘴伸出量(NTP)进行试验研究,确定了喷油器及NTP。对发动机匹配不同变速箱的速比对整车的排放和性能进行了分析研究,选择合适的变速箱速比。通过对发动机柴油机的关键技术研究,设计开发了一款高压共轨、两缸、四气门、增压柴油机并匹配应用于整车,试验结果表明：两缸柴油机的动力性、经济性、噪声、振动均能满足乘用车的要求。升功率达到43kW/L,升转矩达到136N.m/L,排放满足欧Ⅳ标准。
宋斌[5]2007年在《柴油机电子控制技术》文中研究表明为了降低柴油机的能源消耗和减少废气排放污染,满足节能和排放法规的要求,电子控制技术在柴油机中的应用和发展已经成为必不可少的一个环节,是当今柴油机发展的重要方向之一。21世纪柴油机电子控制技术将进入发展的鼎盛时期,在硬件功能不断强化的基础上,现代控制理论将大显神通。柴油机电子控制的目标除了改善发动机的动力性和经济性外,更加强调对排放的控制以及追求安全性和舒适性。我国从20世纪80年代开始,就有许多科研单位和高等院校相继开展了柴油机电子控制技术的研究和开发。进入21世纪以后,为了实现我国政府对人类可持续发展的承诺,大力发展柴油机电子控制技术。加快我国柴油机产品电子化的进程已成为内燃机工业的当务之急。本文详述了国内外柴油机电子控制技术的现状、汽车排放对环境的污染及国内外排放标准、柴油机燃烧原理、柴油机电控喷油技术、柴油机其它电控系统等内容,重点是柴油机电控燃油喷射系统,从第一代的位置控制式燃油喷射系统、第二代的时间控制式燃油喷射系统,到第叁代的共轨式燃油喷射系统都作了详细介绍,并介绍了控制器、传感器、执行器的分类、结构与工作原理。本文还介绍了柴油机电子控制技术在废气涡轮增压器可变喷嘴环、可变进气涡流、可变进排气门及废气再循环等领域里的发展。
覃星念[6]2005年在《YC6G240-30欧Ⅲ电控柴油机开发》文中提出随着我国对汽车排放法规的日趋严格,传统型式的燃油喷射系统柴油机将无法满足欧Ⅲ及以上法规的要求,电控燃油喷射系统则是解决这一难题的主要途径,电控燃油喷射系统中电控单体泵和电控高压共轨技术是国内柴油机厂商所关注的主要方向。从这两种电控系统的自身特点来看,在一提前角期内,针对我国基础工业落后状况、柴油机生产厂家的现状和国内的燃油品质等制约因素,选用电控单体泵系统将更为适合这一国情。本课题的目标是在玉柴机器股份有限公司、成都威特电喷有限公司、清华大学叁家共同研发的电控单体泵燃油喷射系统的技术基础上开发出一台电控柴油机,并实现其产业化。经过机械系统改进设计工作、燃油喷射系统性能测试、燃烧系统开发、管理系统MAP 标定之后,电控单体泵柴油机样机达到了欧Ⅲ排放水平,实现了小批量生产和市场投放。本文给出了电控单体泵燃油喷射系统的全面介绍,包括:系统的整体布置、单体泵性能测试、燃烧系统开发、管理系统MAP 标定以及道路标定试验等。试验结果表明在没有废气再循环(EGR)和后处理的条件下这种电控燃油喷射系统柴油机可以满足欧Ⅲ排放法规的需求。
韦雄[7]2012年在《满足国Ⅳ以上排放的轿车柴油机控制策略研究》文中提出随着越来越严格的排放标准制定与实施,各种节能减排技术成为提升柴油机水平的重要研究课题。电子控制技术的应用使得各种其它技术更加灵活多变、精确高效并且功能丰富,目前已经在国内外车用柴油机上广泛应用。为了适应国Ⅳ及以上排放法规要求,不仅要对电控柴油机进行喷射压力、喷油量和喷油时刻的精确控制,而且要求柴油机也像汽油机一样实现空燃比和废气的可控。本文的工作内容是轿车柴油机电控高压共轨系统的控制策略的研究与软件优化,重点集中在轨压多级闭环控制策略、多次喷射协调控制策略、空气管理耦合控制策略、DPF再生控制策略和软件的优化设计以及整机和整车的试验与标定等方面的研究。具体如下:1.研究了“EGR+DPF”和“SCR”两条技术路线,基于拟定的“EGR+DPF”技术路线设计了目标柴油机的系统方案。在机内净化,设计了控制更加精确和柔性的电控高压共轨燃油系统,以及基于VGT+EGR的电控空气管理系统,实现燃油量和进气量的精确控制。在机外净化,设计了DOC+DPF的后处理系统,对废气的进行过滤,实现超低排放。2.在提高轨压控制精度方面,设计了基于实际轨压和油量控制阀电流的多级闭环控制策略。针对轿车柴油机运行特点,合理划分了轨压的控制状态,以便控制系统能及时准确地处理各个执行器的驱动信号;在提高瞬态工况的轨压控制精度方面,研究并设计了闭环电流初始值的自学习、轨压瞬态预控制和喷油器卸压控制。仿真与实验结果表明,控制策略具有理想的控制效果,稳态工况的轨压偏差在±5bar以内,瞬态工况的轨压偏差在±20bar以内,满足柴油机实际的应用要求。3.在燃油喷射控制方面,为了使燃烧规律接近理想的柴油机燃烧模型,研究并设计了多次喷射控制策略。通过大量的实验,研究并分析了多次喷射组合对排放的影响,得到目标柴油机在不同工况下喷射组合曲线;基于喷射组合曲线及喷油器和油泵的物理特性,设计了多次喷射协调控制算法,以获得多次喷射的喷射组合,解决了多次喷射之间的协调问题。并根据柴油机运行工况,建立了多次喷射使能、油量和正时的控制模型,从而实现多次喷射的协调控制。4.以同时改善PM和NOx排放为目标,提出了基于VGT+EGR的空气管理耦合控制,确立了同时降低PM和NOx排放的技术方向;设计了基于进气流量和进气压力的空气管理控制策略,实现对进气量的精确控制,并结合燃油喷射控制,实现空燃比的闭环控制。在改善空气管理控制效果方面,建立了基于进气流量、进气压力和位置传感器的多级闭环控制模型、稳态及瞬态进气流量和增压压力预估模型,实验表明,控制策略具有理想的控制效果,满足实际的应用要求。5.提出了基于机内的再生方法,通过多次喷射和空气管理的协调控制提升柴油机的排气温度,实现再生。在再生时机的确定和再生的控制上,建立了基于压差、柴油机转速和负荷的多参数炭烟加载模型和基于转速和排温的极限排气背压模型,确保了再生时机的准确可靠;设计了包含柴油机转速和负荷因素的再生措施脉谱模型及再生温度控制模型,实现了DPF的安全有效再生。6.以上控制策略分别在硬件在环、油泵试验台、柴油机台架及整车上进行试验验证。试验结果表明,本文开发的各种柴油机控制策略性能良好,可靠性高;同时,整机和整车的排放达到了国IV的排放标准,并且各排放物距离排放限值具有较大余量,其中NOx、PM排放分别有20%、50%以上的排放裕度。
李金海[8]2013年在《国Ⅳ柴油机排放开发与标定研究》文中提出天津雷沃动力股份有限公司已开发出匹配重卡车型的275马力的国Ⅳ共轨柴油发动机。本课题以该发动机为基础机型，结合增压器优化选型，开发匹配客车车型的230马力国Ⅳ排放柴油机，并由此展开不同功率不同应用领域的拓展机型在本机排放和后处理排放控制的性能开发和电控标定流程等研究：本文研究了国内外柴油机排放控制技术路线，重点对比分析了EGR+DPF与SCR两种具有代表性的后处理技术路线的优缺点，结合国内柴油机燃油市场硫含量高的国情和公司现有的机型平台资源，选择了四气门共轨+SCR后处理系统的技术路线。根据SCR后处理仅降NOx的特点，明确本机排放控制的重点在于降低PM。通过对柴油机排放物PM的主要组成的分析，提出降低PM排放的主要控制措施：优化燃烧、降低机油耗与使用低硫含量燃油。通过更换气门油封前后原排ESC测试中PM对比，指出气门油封质量可靠性是当前控制机油耗的关键。根据国Ⅳ发动机SCR后处理的一般转化效率分析，合理地分解了原机达标（ESC、ETC、ELR）的排放控制指标，同时针对ESC、ETC、ELR工况运行的特点，总结其基本开发手段与软件标定规律。对比SCR后处理硬件系统的核心零部件，主要是SCR后处理器和尿素泵结构形式和技术特点，总结了SCR系统硬件选型与分析方法，为后续选型提供参考和借鉴。通过对柴油机SCR后处理控制系统的研究，确定了较为先进的尿素闭环喷射的控制策略，使排放控制具有良好的硬件系统和环境适应性。同时介绍了影响闭环喷射的各主要因素的研究方法，总结了其控制原理、标定措施及规律，最后结合OBD法规要求、诊断原理对本机OBD标定策略进行梳理和总结，从而形成了完整的SCR排放控制策略和标定流程。
郭鹏江[9]2004年在《电控柴油机微粒排放的控制研究》文中进行了进一步梳理柴油机电控技术是柴油机技术发展的重要方向之一，采用电控技术是改善柴油机排放的有效措施。随着排放法规的日益严格，降低机油耗和控制微粒排放是车用高速柴油机急需解决的一项重大的课题，为了适应柴油机的环保要求，进行了全方位的研究。本文对控制柴油机微粒的排放进行了深入的研究，采用了以改进柴油机设计为核心的机内净化措施，并与排气后处理措施相结合。降低498电控柴油机微粒的机内净化措施主要有电控燃油分配式喷射技术（包括喷油泵凸轮型线、柱塞直径和喷油压力的合理设计、出油阀类型的选取、涡流比的降低、喷油器的优化、燃烧室的优化）和VNT技术；后处理方面主要是进行了氧化催化转换器的试验研究。另外还降低了机油耗并对活塞环、活塞环槽进行了合理的优化设计。与此同时，对柴油机电控软、硬件系统也进行了基础性的研究。作者在498柴油机上进行了电控分配式喷油系统、VNT系统/EGR系统和氧化催化反应器的综合匹配工作，测试498柴油机能否达到EURO3排放法规，降低微粒的排放。本文的试验工作主要有：1）对498原机的活塞和活塞环进行相关的设计改进，试制活塞组件，用AVL403机油耗测试仪按照要求测试。2）在498原机上匹配氧化催化反应器。通过氧化后处理系统对柴油机排放影响的试验，探索后处理系统对发动机排气烟度，加速烟度的影响。3）在498原机上进行VNT增压器的匹配，研究发动机每个工况点下不同VNT叶片位置对发动机性能和排放的影响，主要以低速扭矩，燃油经济性，排气烟度，加速烟度作为主要优化目标，确定该工况下的最佳VNT叶片位置，制成VNT电控脉谱。并与原机微粒排放进行比较。4）在498柴油机上进行电控泵的匹配试验。首先以典型工况的排放为依据，进行机内的优化匹配。通过对供油量和供油时刻对发动机性能和排放影响的试验研究，在电控上位机系统中，确定电控脉谱。并与原机微粒排放进行比较。5）完成VNT与电控分配式喷射系统的联合匹配。在保持发动机动力性的前提下，研究改变VNT的关度和动态提前角的大小对发动机的排气烟度的影响，并找出规律，对VNT脉谱和燃油脉谱进行修正。6）综合匹配电控VNT、电控泵和后处理系统后，研究发动机十叁工况微粒的变化情况。并且对电控提前角脉谱进行再次修正。 7）综合匹配电控VNT及EGR、电控泵和后处理系统后，检测匹配后的498的排放值是否达到欧Ⅲ排放法规的要求。
潘德永[10]2007年在《关于降低柴油机有害排放的研究与探讨》文中研究表明本文通过对柴油机排放废气中有害物的组成成分、生成机理及影响因素的深入分析,从柴油机的工作条件、工作特点以及自身的结构出发,系统的研究控制柴油机有害物排放的技术措施,通过对一些技术理论的分析,研究和探讨适合降低柴油机有害物排放的技术方法及技术手段。一、燃烧系统的改进:1、直接喷射系统的改进:应用泊金斯(Perking)挤流口型燃烧室、四角形燃烧室等。2、间接喷射式喷射式系统的改进:涡流室燃烧室等。二、进气系统的改进:应用多气门、增压中冷技术;设置废气再循环系统等。叁、燃料喷射系统的改进:1、高压喷射系统:直列式喷油泵、凸轮驱动单体泵、蓄压式单体泵。2、改进喷油器:双弹簧喷油器、泵喷嘴。3、电子控制喷射系统:将分配式喷油泵上实施位置控制的电控喷油系统、直列式喷油泵上实施位置控制的电控喷油系统。四、燃料的改良:燃料改质、燃油添加剂。五、排气污染物的机外净化:催化技术、微粒机外净化方法。
参考文献：
[1]. 满足低排放法规的两气门电控柴油机燃烧过程研究[D]. 刘雄. 天津大学. 2004
[2]. 基于EGR和低温燃烧概念的柴油机燃烧过程研究[D]. 龚英利. 天津大学. 2008
[3]. 两气门WP10国III、国IV柴油机燃烧系统开发[D]. 李云强. 天津大学. 2008
[4]. 乘用车两缸柴油机的关键技术研究[D]. 张学文. 昆明理工大学. 2012
[5]. 柴油机电子控制技术[D]. 宋斌. 长安大学. 2007
[6]. YC6G240-30欧Ⅲ电控柴油机开发[D]. 覃星念. 吉林大学. 2005
[7]. 满足国Ⅳ以上排放的轿车柴油机控制策略研究[D]. 韦雄. 上海交通大学. 2012
[8]. 国Ⅳ柴油机排放开发与标定研究[D]. 李金海. 天津大学. 2013
[9]. 电控柴油机微粒排放的控制研究[D]. 郭鹏江. 吉林大学. 2004
[10]. 关于降低柴油机有害排放的研究与探讨[D]. 潘德永. 大连交通大学. 2007
标签：动力工程论文; nox论文; 欧洲排放标准论文; 汽车排放标准论文; 单缸柴油机论文; 高压共轨论文; scr系统论文;