重型柴油机节能减排技术讲述.pptx

重型柴油机节能减排技术 潍柴动力股份有限公司 李勤 博士 2015.10.22. 上海安亭 内容提要 节能技术及评估 排放控制技术 2 关于车辆、传动方面 降能耗的头脑风暴 车辆运行的阻力 摩擦力 迎风阻力 攀升力 加速力 ? 4 减少车辆运行阻力的途径 摩擦力 路面、轮胎 迎风阻力 风阻系数、车联网 攀升力 打洞架桥 加速力 驾驶习惯 ? 5 传动过程中的能耗 城市公交车油门到底， 轮边扭矩不到额定功率的60% ! 卡车？ 卡车常用转速？ ? 传动过程的能耗是很惊人的！ 6 传动的各种形式 机械传动 液压 气动 电动 …… 7 传动的各种形式 机械传动 液压 气动 电动 …… 混合动力和新能源应在传动上有所创新 8 Downsizing? Downspeed? 典型四气门自吸汽油机的换气损失 1 2 3 4 5 6 2 4 6 8 10 12 14 30 25 20 15 10 8 6 4 2 发动机转速 [x1000 RPM] 平均有效压力 [bar] (IMEPL / IMEP) * 100 % IMEP= IMEPH-IMEPL 资料来源：FEV 典型四气门自吸汽油机的换气损失 1 2 3 4 5 6 2 4 6 8 10 12 14 30 25 20 15 10 8 6 4 2 发动机转速 [x1000 RPM] 平均有效压力 [bar] (IMEPL / IMEP) * 100 % IMEP= IMEPH-IMEPL 资料来源：FEV 排量增大 增压汽油机的负荷控制方式(仅示意) 1 2 3 4 5 6 2 4 6 8 10 12 14 10 2 发动机转速 [x1000 RPM] 平均有效压力 [bar] (IMEPL / IMEP) * 100 % IMEP= IMEPH-IMEPL 增压压力控制 Downsizing 对发动机降能耗的作用 汽油机： 缩小节气门控制区，减小换气损失 提高负荷率，提高机械效率 13 Downsizing 对发动机降能耗的作用 汽油机： 缩小节气门控制区，减小换气损失 提高负荷率，提高机械效率 柴油机： 提高负荷率，提高机械效率 14 Downspeeding的主要作用 提高负荷率，提高机械效率 减小运动副的相对速度，减小摩擦功 15 欧洲重型卡车后桥速比的变化 16 资料来源：AVL 欧洲重型卡车发动机 常用转速的变化 17 资料来源：AVL 某发动机的平均摩擦压力脉谱 18 资料来源：FEV Downspeeding 对发动机外特性的要求 19 资料来源：AVL Downspeeding 对发动机爆发压力的影响 20 资料来源：AVL Downspeeding降摩擦损失的效果 重型车用柴油机节能技术探讨 未来降低油耗和CO2排放的措施 提高发动机机械效率 减小排量 + 混合动力 余热和废气能量 减小摩擦副损失 减小附件损耗，应用可变附件 优化进气系统（包括增压器和EGR） 优化排气系统 节油潜力在10%以上 增加成本2万元以内 提高发动机机械效率 减小摩擦副损失 减小附件损耗，应用可变附件 优化进气系统（包括增压器和EGR） 优化排气系统 节油潜力在10%以上 增加成本2万元以内 更重要的是研发和制造文化的改善 提高发动机机械效率 提高部分负荷的机械效率 制动能量的回收 节油潜力在15%左右 增加成本20万元 减小排量+混合动力 动力涡轮 郎肯循环 热电发电 节油潜力在5%左右 增加成本5万元 余热和废气能量利用 节油率 燃油价和重型车节油经济性 节油率 燃油价和重型车节油经济性 提高机械效率 节油率 燃油价和重型车节油经济性 提高机械效率 混合动力 节油率 燃油价和重型车节油经济性 提高机械效率 混合动力 余热利用 北京燃油价格的发展 节油率 燃油价和重型车节油经济性 提高机械效率 混合动力 余热利用 节油率 燃油价和重型车节油经济性 提高机械效率 混合动力 余热利用 当前 节油率 燃油价和重型车节油经济性 提高机械效率 混合动力 余热利用 当前 2020 排放控制技术 NOx PM HDE HDE 80% PM ESC - Cycle 80% PM NEDC - Cycle 80% NOx ESC - Cycle X 80% NOx NEDC - Cycle LDV LDV 扭矩 发动机转速 (