满足京V排放标准的柴油机后处理系统性能研究

摘要

柴油机以其节能、高效、环保的突出优势加速了未来车辆动力柴油机化的趋势，现代柴油机设计及制造领域面临经济性、环保性双重课题，其中控制柴油机的排气污染物是当今行业内亟待研究提高的关键技术之一。因此，在柴油机上采用何种后处理技术，并对该技术的关键要点进行深入研究具有重要意义。
　　文中以国企在产某型六缸柴油机排放后处理系统为研究对象，通过深入生产现场考察，收集处理大量文献资料，通过对柴油机尾气中污染物的不同成分、生成机理进行较深入的分析，提出了优化发动机本体的同时，选择合适的后处理系统的技术方案，使发动机达到北京地方政府要求的京Ⅴ排放标准。
　　首先从后处理器的选型、各个催化器载体规格、载体尺寸出发，对比不同封装方案的优劣，依据试验验证的方式确定了处理器的最终设计方案;通过对发动机的本体优化和后处理器的协调优化，可使发动机满足京Ⅴ排放要求;最终ESC循环，NOx排放1.5g/kWh，PM排放3.5mg/kWh; ETC循环，NOx排放1.68g/kWh，PM排放3.4mg/kWh; WHTC循环，NOx排放2.4g/kWh，PM排放3.2mg/kWh，PN限值2.75×1011;
　　依据对颗粒捕集技术的碳载量和平衡点温度特性研究，建立了Simulink碳载量预测模型，并进行了碳载量试验和平衡点温度的验证试验。试验表明，通过压差传感器测得的碳载量误差控制在20％以内，在250℃时候，压差传感器监控得到稳定的70hbar的压差，确定平衡点温度为250℃。
　　最后，阐述了驻车再生对实现后处理器DPF的循环利用的必要性，并对不同驻车再生的工况，从排气温度、NOx生成量、烟度等方面进行了综合比对，通过试验验证，选择出了时间、再生效率、安全性等都合乎指标要求的再生工况。结果表明，在驻车时候1700rpm转速下，带动整车附件运转，是最适合的驻车再生工况。

目录

声明

摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 研究的背景

1．1．1 国家范围内排放标准的升级以及京V标准的差异

1．1．2 柴油机NOx排放和PM排放的解决措施

1．2 DPF的再生

1．3 本文课题来源和主要研究内容

第2章 后处理器的设计方案

2．1 排放达到京V的后处理技术方案

2．1．1 柴油机NOx和PM的生成机理以及主要成分

2．1．2 发动机本体优化的技术方案

2．1．3 后处理器的技术方案

2．2 后处理器的设计

2．2．1 载体方案的选择

2．2．2 载体的封装方案设计

2．3 本章小结

第3章 DPF碳载量和平衡点温度性能研究

3．1 碳载量确定的重要意义和试验方法

3．2 碳载量的试验和计算

3．3 碳载量的验证

3．4 平衡点温度试验

3．5 本章小结

第4章 驻车再生特性研究

4．1 驻车再生的工况选择

4．2 驻车再生的试验验证

4．3 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢