Y4100Q柴油机排放控制试验研究

论文摘要

随着人类对环境保护的重视,世界各国对排放法规的要求也越来越严格。我国2004年前后达到欧Ⅱ排放控制水平;到2008年,力争达到欧Ⅲ排放控制水平;2010年之后争取与国际排放水平接轨。目前国内只有少数国产机型和进口机型满足这一要求,尤其是农用柴油车,大部分是自然吸气柴油机,排放质量更差。研究柴油机的排放控制对于走自主研发道路,振兴国产机型的竞争力具有重要的意义。 本文分析了柴油机排放污染物产生机理及其危害。结合国内外柴油机各生产厂家在排放控制方面的技术措施,对柴油机的排放控制进行了综合性的论述。 作者以江苏扬动股份有限公司生产的Y4100Q型柴油机(自然吸气)为试验样机,分析柴油机喷油规律对排放的影响。在喷油泵试验台上测定了Y4100Q柴油机喷油压力和喷油规律。针对缸内气流运动特点以及混合气形成需要设计了新型的燃烧室。对不同的喷油泵,供油提前角、喷油嘴、启喷压力、油嘴凸出高度进行了大量的对比试验,找出优化匹配燃烧室降低排放的最佳措施。用自行试制的微粒过滤器和带NO_x催化还原的微粒过滤器进行后处理试验,并阐述试验过程和结果。 本文从机内净化和机外净化的不同角度论述Y4100Q柴油机排放控制的方法。通过分析台架试验结果,即各参数对排放的影响,总结该机型匹配不同的燃油系统、燃烧室的优化匹配方案。试用后处理装置探索控制该机型污染物排放的措施,为农用柴油车设计经济型款式拓宽思路。为该机型的进一步研发,使其满足排放标准奠定基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 柴油机的发展
• 1.2 柴油机排放物的危害
• 1.3 柴油机排放污染物生成机理
• 1.3.1 柴油机NOx的生成机理
• 1.3.2 柴油机HC的生成机理
• 1.3.3 柴油机CO的生成机理
• 1.3.4 柴油机颗粒物的生成机理
• 1.4 柴油机的排放法规
• 1.5 柴油机排放控制措施
• 1.6 课题的来源
• 1.7 本文研究的主要内容
• 2 供油系统参数对喷油过程的影响
• 2.1 供油系统优化方向
• 2.2 供系统对喷油过程的影响
• 2.2.1 柱塞直径对喷油过程的影响
• 2.2.2 凸轮升程对喷油过程的影响
• 2.2.3 喷嘴孔径对喷油过程的影响
• 3 Y4100Q柴油机燃烧室改进设计
• 3.1 燃烧方式对柴油机性能的影响
• 3.2 压缩比对柴油机性能的影响
• 3.3 燃烧室的设计参数对排放的影响
• 3.3.1 燃烧室容积比
• 3.3.2 燃烧室的口径比
• 3.3.3 燃烧室的形状
• 3.4 改进燃烧室设计方案
• 4 试验条件及方法
• 4.1 试验用柴油发动机主要参数
• 4.2 试验用仪器设备
• 4.3 试验用油
• 4.4 试验台布置
• 4.5 试验方法
• 4.6 试验的技术思路
• 4.7 试验数据处理
• 5 燃烧系统与供油系统匹配试验结果与分析
• 5.1 燃烧室对排放影响
• 5.2 喷油嘴参数对排放的影响
• 5.2.1 喷油嘴孔数、孔径对排放的影响
• 5.2.2 喷油嘴喷孔夹角对排放的影响
• 5.2.3 喷油器启喷压力对排放的影响
• 5.2.4 油嘴凸出高度对排放的影响
• 5.3 喷油泵参数对排放的影响
• 5.4 供油提前角对排放的影响
• 6 后处理试验结果与分析
• 6.1 微粒过滤器捕集机理
• 6.2 微粒过滤器结构设计
• 6.3 过滤器的再生技术
• 6.4 再生方法的选择
• 6.5 壁流陶瓷过滤器的台架试验
• 6.5.1 衡量过滤器过滤性能的指标
• 6.5.2 再生的时机、方法及效率
• 6.5.3 微粒过滤器的过滤效率和背压
• 6.6 NOx催化还原技术与台架试验
• 6.6.1 NOx催化还原技术
• 6.6.2 NOx催化还原台架试验
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢
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