3柴油机国IV控制技术.pptx

柴油机国IV电控技术;目录; 机动车排放污染控制主要从城市交通规划管理与发展低排放机动车两方面同时着手。 发展低排放机动车应该从燃油品质、内燃机机内净化技术和内燃机排气后处理技术三方面同时着手。国家通过排放法规和标准的调控作用，引导汽车厂家研制和使用不同的机动车排放控制技术。;机动车排放法规限定的污染物主要是碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）和颗粒物（PM），其中汽油车需要控制的主要是HC、CO和NOx，而柴油车重点需要控制的是NOx和PM。 目前柴油机排气后处理技术还是采用分而治之的办法，净化HC、CO和SOF是采用氧化催化器；净化 NOx是采用催化还原技术；微粒主要是通过微粒物捕捉器进行处理。 NOx催化还原和微粒物捕捉器又有许多方法。 ;行业背景;排放法规;目录;;;国IV排放控制技术对策;;国IV排放控制技术对策;喷油系统;;15;进气增压中冷及可变截面进气涡轮技术;VNT（可变截面涡轮增压）系统;VNT（可变截面涡轮增压）系统;;;;;C75(1038N·m@1950rpm）8~14°BTCA;主喷正时MAP与欧Ⅲ数据对比 ; 改变预喷正时、油量对13工况点循优，针对燃烧噪音降低，控制压力升高率不超过5bar／CA，降低NOx排放。; 改变后喷正时、油量，选择带后喷工况，进一步降低烟度，从而降低颗粒排放。 ;理想喷油规律：;;增压器选型：提高发动机瞬态响应性，降低加速烟度。;动态判定条件;31;目录;Selective Catalytic Reduction 选择性催化还原;典型后处理系统;;;37;SCR催化器温度特性;钒基涂层SCR催化器在550 ℃ 以上时，钒挥发导致催化器性能劣化； 可用600 ℃ 或650℃工作条件作为钒基催化器快速老化的条件 ； 柴油机正常工作条件下，SCR催化器入口温度不会超过600 ℃ ； DPF再生时除外，此时需要选用分子筛SCR催化器;;SCR催化器空速特性;转化效率与NH3逃逸特性;SCR催化器储氨特性;存储的氨气随温度升高急剧降低，350℃以后基本为0;SCR控制系统输入参数 ;SCR系统稳态控制策略;SCR系统稳态标定数据;SCR催化器瞬态控制主要问题是：催化器系统因为自身的热质量从而导致催化剂的温度变化要滞后于排气温度变化，从而实际转化效率变化滞后于工况所对应的转化效率；;降低低温的尿素喷射量，也即降低催化器中NH3的存储。 在催化器温度升高的过程中，逐渐增加尿素喷射量，尽量和催化剂温度的变化趋势一致。;AMOX催化器遏制NH3泄漏效果明显； 但340℃以后加速了NH3氧化生成NOX的副反应，导致NOX转化效率有所降低；250℃时主要将NH3氧化成N2O和N2，350 ℃以上主要将NH3氧化成NOx和N2； 同时由于采用含带贵金属涂层，对燃油硫含量较为敏感，国Ⅳ配置下不推荐使用； ;50;51;;; EGR阀选型原则： 可靠性； 流量； 响应性； 自清洁能力； 国Ⅳ排放：开关式阀开环控制； 国Ⅴ以上排放：位置控制阀闭环控制； ; EGR系统设计原则： 布置简单； 高EGR率； 响应性； EGR各缸分布均匀性； 兼顾成本； 由取气方式的不同分为高压及低压两种； 基于管路复杂程度及涡轮增压器可靠性考虑，多选用高压EGR也即涡轮增压器前取气方式； 高压EGR系统设计难点： 增压柴油机进气管平均压力大于涡前排气管平均压力； 高压EGR系统实现技术途径： 增加涡前排压or降低压气机后进气压力； 利用排气脉冲； 涡轮增压器重新匹配； ; 燃烧室改进原则： 涡流； 喷雾贯穿距； 压缩比； 高EGR率前提下，燃烧室需要适量加大涡流加强混合减少缸内soot生成，以减小后处理系统降PM的压力。 也即先通过高EGR率来保证低NOx排放，同时通过燃烧室优化来降低PM排放。 ; 气道改进原则： 涡流提升； 涡流目标值RS1.8； 均匀性改进； ;喷嘴匹配原则： 油气混合效果； 缩短油束液相长度； 7-8孔喷嘴； 150°左右锥角； 30°喷油持续期； 推荐CFD仿真分析与试验双结合的匹配方法； ;涡轮增压器匹配原则： 保证进气量； 保证EGR率； 最小空燃比：20-22； 涡轮增压器匹配是EGR发动机开发中极为重要的一环，是保证发动机性能与排放的关键之一； EGR发动机由于引走部分废气，能量损失，原则上需要更小的涡轮； 国Ⅳ排放：固定截面涡轮增压器； 国Ⅴ以上排放：可变截面涡轮增压器or两级增压中冷；;Diesel Particulate Filter 柴油颗粒捕集器;DPF控制系统输入参数 ;Particulate Oxidate Catalyst 颗粒氧化催化器;POC的处理效果;技术路线对比;技术路线对比;技术路线对比