中国柴油车后处理装置状况(中国环保产业协会 李孟良)
〔2020〕在用柴油车颗粒物与氮氧化物排放污染协同治理技术指南
附件:技术文件在用柴油车颗粒物与氮氧化物排放污染协同治理技术指南(发布稿)中国环境保护产业协会2020年3月31日目录前言 (II)1总则 (1)2 后处理装置技术要求 (2)3 后处理装置与车辆匹配安装要求 (4)4车辆排放污染治理后验收要求 (5)5车辆排放污染治理后维护保养要求 (6)附录A (资料性附录)在用柴油车安装后处理装置安装单 (7)附录B (资料性附录)后处理装置维护保养记录单 (9)附录C 引用文件索引 (10)前言本指南遵照国家机动车排放污染防治法规政策和强制性标准,以当前技术发展和应用状况为依据,为在用柴油车颗粒物与氮氧化物排放污染协同治理提供技术指导。
本指南由中国环境保护产业协会组织制订。
本指南起草单位:中汽研汽车检验中心(天津)有限公司、中国汽车技术研究中心有限公司、中国环境保护产业协会机动车污染防治技术专业委员会。
本指南主要起草人:王计广,李孟良,谢振凯,李菁元,张潇文,齐松博,沈姝。
本指南由中国环境保护产业协会负责管理,由起草单位负责具体技术内容的解释。
在应用过程中如有需要修改与补充的建议,请将相关资料寄送至中国环境保护产业协会技术部(北京市西城区扣钟北里甲4楼,邮编100037)。
1总则适用范围本指南规定了在用柴油车颗粒物与氮氧化物排放污染协同治理中车辆技术条件、排放污染治理组合后处理装置技术性能、与车辆匹配安装、治理后验收和维护保养等内容,可作为车辆主管部门、车辆所有者、维修单位、后处理装置生产企业、第三方检测机构等相关方,开展在用柴油车颗粒物和氮氧化物排放污染治理工作的技术参考。
本指南适用于安装有电控燃油喷射系统、最大总质量大于吨的在用柴油车颗粒物与氮氧化物排放污染协同治理。
适用条件本指南适用的在用柴油车应在正常维护保养期内,并满足如下条件:——发动机各项性能指标(如汽缸压力、喷油正时、各缸工作均匀性、空气滤清器、排气系统、整车机油耗等)基本正常;——排放污染治理前,在用柴油车颗粒物和氮氧化物排放应满足GB3847-2018中a类限值要求。
柴油车后处理装置评价试验方法概述
柴油车后处理装置评价试验方法概述任美林1,李军1,方茂东2,李孟良2,胡毅2,陈虎1 1天津索克汽车试验有限公司,2中国汽车技术研究中心[摘要]本文对于柴油车后处理装置评价试验方法进行了综述,结合国内的实际情况重点讨论了对柴油车后处理单元DOC 、DPF 和SCR 的评价试验方法。
本文添补了我国在柴油车排气后处理装置试验评价领域的技术空白,为柴油车排气后处理装置的认定提供了一种可供选择、相对省时省力的方法,同时也为相关技术和产品的研发提供了技术支撑。
关键词:柴油车,后处理,DOC ,DPF ,SCROverview of Measurement Methods for Diesel AftertreatmentDevicesRen Meilin 1,Li Jun 1,Fang Maodong 2,Li Mengliang 2,Hu Yi 2,Chen Hu 11Tianjin SwARC Automotive Research Laboratory ,2China Automotive Technology andResearch Center[Abstract] The paper is overview of measurement methods for diesel aftertreatment devices. It focuses on measurement methods for diesel aftertreatment devices meet to china’s stage IV and V emission. And there will be greater market demand for the after-treatment devices.Key words :Diesel vehicle ,Aftertreatment ,DOC ,DPF ,SCR 1引言根据中国排放法规进展规划,我国可能在2010年在全国范围内对轻、重型柴油车实施四阶段排放法规。
装配SCR系统的混合动力公交车排放特征研究
装配SCR系统的混合动力公交车排放特征研究李孟良;聂彦鑫【摘要】利用车载测试系统,对两种类型的混合动力公交车进行了整车排放测试,研究了装备SCR系统的国Ⅳ混合动力公交车排放情况,结果表明,SCR技术的应用能一定程度上降低Nox排放量,但同时SCR技术在混合动力公交车上实际应用时存在排气温度过低、从而导致Nox转化率偏低的问题.建议采用某种技术(如排气加热系统)提高城市公交车排气温度或提高SCR的低温性能,以便提高Nox转化效率.【期刊名称】《汽车技术》【年(卷),期】2010(000)003【总页数】3页(P34-36)【关键词】混合动力公交车;SCR;排放;排气温度【作者】李孟良;聂彦鑫【作者单位】中国汽车技术研究中心;武汉理工大学【正文语种】中文【中图分类】U4671 前言城市公交车存在着行车速度慢、燃油消耗量大、污染严重等问题;同时城市公交车具有空间大、承载能力强的特点,对最高车速、新增系统的尺寸及续驶里程要求远低于轿车和其他车型,从而推动了各种新能源技术在城市公交车上的运用。
其中,融合传统内燃机技术及纯电动技术的混合动力驱动系统在城市公交车上的应用得到了广泛的重视。
研究表明,混合动力公交车具有很好的节能环保性能。
随着排放标准的日趋严格,SCR、DPF等先进的后处理装置开始应用于混合动力公交车上。
SCR具有油耗低、对发动机结构及其电控系统功能改变小、对燃油中的硫含量不敏感等技术特点,从而作为中重型车上实现欧Ⅳ及欧Ⅴ排放的重要技术路线。
利用车载测试系统,测试了两辆混合动力公交车(国Ⅲ混合动力公交车及国Ⅳ混合动力公交车各一辆)在“中国典型城市公交循环工况”下的瞬时尾气排放。
通过与国Ⅲ混合动力公交车的排放对比,研究了装配SCR系统的国Ⅳ混合动力公交车排放情况,发现了装配SCR系统的国Ⅳ混合动力公交车NOx减排存在的问题,为SCR在国Ⅳ混合动力公交车上的应用提出了建议。
2 试验设计2.1 试验测试系统车载测试系统主要由车载工况跟踪系统(On-Broad Driving-Cycle Trace System,OBDCTS)及便携式排放测试系统(Portable Emission Measurement System,PEMS)两部分组成,如图1所示。
DPF反吹加热再生装置的开发研究
料制成的微粒捕集 器 D F 使用 L G作为加热源 , P, P 进行 强制再生加 热器 的设 计。为 D F 吹再生 加热器 的设 P反
计使用提供了一种技术路线。 关键词 : 柴油机 ;M; P P D F反吹再生 ;P L G加热器 中图分类号 :K 2 T 47 文献标识码 : A
9 气口 热 进 空
图 1 D F结 构 示 意 图 P
再生技术是 D F能否在柴油机上正 常工作 的 P 关键 , 也是 目前微粒捕集器 的技术难点。微粒捕集
器 的再生 一 般 是 利 用 外 界 能 量 提 C 、 S R N R D N C 、N R N C 、 S 、 P R等 技 术减 少 N 放 j O排 。
D F反 吹加 热再 生装 置 的开发 研 究 P
高辉 郑 明刚 , , 张辉 鲍乐祥 ,
(. 1 山东建筑 大学 机 电工程学 院, 山东 济南 20 0 ;. 5 112 济南大学 机械工程学 院, 山东 济南 2 0 2 ) 5 0 2 摘要 : 能源危机和环境污染是人类社会发展面临的重要课 题。本文对柴 油机主要排 放污染 物之一 的碳烟颗粒 ( M) P 进行 了研究 。介绍 了我 国柴油机的特点以及使 用的现状 。就我 国高含硫柴油 , 采用碳化 硅纤维无纺 布材
12 3
山 东 建 筑 大 学 学 报
21 0 1年
2 工作过程
图 3 控 制程 序 流 程 图
第 2期
高辉 等 : P D F反 吹加热再生装置的开发
兰
本 设 计过 程 采 用 L G加 热再 生 。以 L G为 加 热 源 P P
有可能损坏设备 , 此时风机关 , 停止燃烧 , 过热报警 , 错误计数器加 1停止工作 。 , 整个装置由 M U控制 , C 燃烧控制器控制燃烧 , L G燃 烧 生成 的热 空 气 从 如 图 1所 示 D F下 端 的 P P 小口 进入 D F 对 D F中的 P P, P M进行加 热 , D F 使 P
国六柴油机后处理装置结构原理及故障分析
国六柴油机后处理装置结构原理及故障分析摘要:介绍国六柴油发动机后处理装置的结构和工作原理;通过故障实例,阐述后处理装置出现故障时的排查和分析方法。
关键词:国六排放标准;后处理装置故障;驾驶性能限制;催化转化器; 颗粒捕集器。
前言:商用车国六标准是在国五选择催化还原技术的基础上增加了催化转化器及颗粒捕集器,可以使尾气中NO X和PM达到国六排放标准。
对比国五后处理装置相关故障,限制车辆最高扭矩。
如果国六排放车辆出现尾气警示相关问题,那么将会面临两类制约,第一类是"初级驾驶能力限制既限扭",第二类是"严重驾驶能力限制既限速"。
一旦装置出现故障并激活了驾驶能力受限系统,车辆的性能将显著下降。
特别是在国六后处理装置出现故障并触发严重驾驶能力限制的情况下,车速将被限制在每小时20公里以下,导致车辆无法正常行驶,车主将面临重大的经济损失。
因此,我们需要依据国六柴油机后处理装置的结构和工作原理,分析并探索其常见问题的机理及解决步骤,以便找出有效的解决策略,快速解决国六车型后处理装置的故障问题。
1驾驶性能限制系统名词解释:“驾驶性能限制系统”是商用车国六排放标准带来的一个新名词,含有两种驾驶性能限制措施,包括“初级驾驶性能限制”措施和“严重驾驶性能限制”措施。
1.1初级驾驶性能限制初级驾驶性能限制措施对汽车性能的制约相当轻微,只对汽车的扭矩进行限制,其限制幅度是降低发动机扭矩的25%。
1.2严重驾驶性能限制通过把车速降低到每小时20公里以下,将车辆转入“跛行模式”,有效地使车辆无法正常使用。
2国六标准柴油机后处理系统的结构和工作原理图1所示的国六后处理装置采用了“DOC+DPF+SCR+ASC”的技术路线。
图12.1氧化催化转化器(DOC)的结构及作用DOC是柴油机氧化催化器的英文名字缩写,它通常设置在排气管中,特点是具备蜂窝状的结构。
其载体由陶瓷或金属材质构建。
2.1.1 DOC的主要作用:在DOC里,像铂(Pt)、铑(Rh)、钯(Pd)这类贵金属被采用作为涂层,扮演的角色则是氧化催化剂,它们能将排放出来的一氧化碳CO转化为二氧化碳CO2,以及将碳氢化合物HC氧化为水H2O和二氧化碳CO2。
柴油车后处理装置中国市场适应性
在暴露测试中也得到证实 占粒数浓度大多数的超细颗粒(<0.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱum)能够通过呼吸进入人体肺
部深处
柴油车排放后处理技术
常见的柴油车排放后处理技术 – 氧化型催化转化器(DOC) – 颗粒捕集器(DPF) – 选择性催化还原(SCR) – 稀燃NOX催化转化器 – 废气再循环EGR
–安格(Engelhard)和中信富泰旗下大昌行在2004年5月签署了在中国大陆 代理其DOC/DPF产品的协议,目前并未有大昌行在国内进行销售的消息。
–弗列加(Fleetgard )将于2005年下半年在上海生产DPF产品供应国内市场
–德尔福( Delphi)在上海汽车工业展上展出了 DOC样品,并宣称有计划在国 内销售。但其上海排放系统有限公司目前并未生产DOC和DPF产品。
–目前国内3升以下的DOC产 品的价格范围是1000到2000 元,针对12升发动机的DOC 价格范围是5000到6000元。
–目前尚未有整车厂家使用 DPF的车型在销售,北京绿 创对12升发动机的DPF报价 是4-5万元。
–SK产品在韩国的售价: DPF产品是7000美金,主 要针对10-15升发动机 DOC为1000美金,主要是 针对3升以下的轻型车辆
柴油车后处理装置中国市场适应性 研究项目
中国柴油车状况
中韩共同技术开发项目 VECC-SK
2005年我国柴油车的保有量大约占到汽
车总保有量的20%,预期随着乘用车柴油化率 的提高,国内柴油车的保有量将持续增加, 2010年将达到22.8%,2015年达到26.7%。
万台
160 140
柴油车排放法规及后处理技术的现状与展望
角标: † —生产一致性限值;a—直到 1999-09-30 之后 DI 柴油机必须满足 IDI 柴油机限值; b —2011-01 适用于所有车型;c —2013-01 适用于所有车型;d —采用 PMP 时为 4.5 mg/km。
其中: DI —direct injection,直喷;IDI —indirect injection,非直喷; PMP —particulate measurement program, 颗粒测试程序
2010 年中国大陆汽车保有量为 7 721.7 万辆,其中 汽油车 6 246.8 万辆,占 80.9% ;柴油车 1 343.6 万辆, 占 17.4% ;燃 气 车 131.3 万 辆, 占 1.7%。 尽管 柴 油 车 的数量不到汽油车的 1/4,但是氮氧化物(NOx)和颗粒 物(particulate matter, PM)这两种大气中的主要污染物 的排放量主要来自柴油车。2010 年中国大陆汽车一氧 化碳(CO)排放 3 174.6 万 t,碳氢(HC)排放 363.5 万 t, NOx 排放 536.8 万 t,PM 排放 56.6 万 t,其中柴油车排 出的 NOx 接 近 总量 60%,PM 接 近 总量 的 100% ;而 汽 油车的 CO 和 HC 排放较高,超过总量的 70% [1]。
实施时间
1992-07 1996-01 1996-01 a 2000-01 2005-01 2009-09 b 2011-09 c 2014-09
CO 2.72 (3.16)
1.00 1.00 0.64 0.50 0.50 0.50 0.50
e / (g·km-1)
HC+NOx
NOx
0.97 (1.13†)
年至 2009 年逐步实施。第二阶段排放法规的适用范 围在第一阶段的基础上增加了部分车型,扩大到小型 乘用车、轻型皮卡和车辆总质量(gross vehicle weight, GVW)不大于 4.54 t(1 万 lb)的中型乘用车。第二阶段 法规根据污染物排放限值的高低依次把排放水平分成 11 个等级,其中 8 个为长期有效,3 个为阶段有效(2008 年过期)。生产厂家可以根据第二阶段法规生产不同排 放水平的车辆,根据车型的自身特点有针对性地降低 排放,增加了排放控制的灵活性和选择性,但所用车 辆总体上要满足一定的排放限制,即车队平均 NOx 排 放不能大于 435 mg/km (0.7 g/mile)。美国从 2006 年 6 月开始供应硫含量不超过 15 mg/kg 的超低硫柴油。 轻型车在转鼓试验台上按联邦测试程序(federal test procedure-75 , FTP-75)循环进行排放物测试。
中国柴油车后处理装置状况剖析
3. 中国柴油车后处理装置技术要求
Chinese Requirements on Diesel Aftertreatment Device
4. 中国市场展望
Outlook on Chinese Market
1.中国柴油车排放控制要求
Chinese Diesel Emission Requirements
可变截面涡轮进气中冷 氧化催化剂 DPF
共轨式高压喷射 超高压型单体泵 (2000ba)
可变截面涡轮进气中冷 EGR 氧化催化剂 SCR DeNOX 催化剂 氧化催化剂 DPF
2.柴油车排气后处理技术简评
Comments on Diesel Aftertreatments
车辆类型 有害物质 燃 烧 技 对应 Euro3 (2000) 后 处 理 术 NOX 轻型车 PM NOX 重型车 PM 共轨式高压喷射 单体泵 燃油喷射定时 预喷射 冷 EGR
(喷射率电子控制)
可变截面涡轮进气中冷
用最新电子控制技术使各种技术优化匹配 燃油喷射定时 燃 (喷射率电子控制) 烧 预喷射 技 可变截面涡轮 对应 Euro4 (2005) 术 进气中冷 冷 EGR 后 DeNOX 催化剂 处 理 用最新电子控制技术使各种技术优化匹配
◇ 催化氧化技术(DOC) ◇ 微粒捕集技术(DPF)
◇ NOx选择还原技术(SCR)
◇ NOx吸附技术(LNC)
2.1 催化氧化技术 DOC Technology
◇ 氧化催化剂的工作原理 DOC PRINCIPLE
2.1 催化氧化技术(续)DOC Technology
李孟良 中国工况
的结论是一样的,我们应娜新能源汽车的推 广工作更紧密地跟治理大气环境紧密结合起 来。
中娜出来,煎好麵迎战。
现在推广新能源汽车工作和大气治理的 关系还没有贴得太紧。
从2016年各个城市 PM2.5分布图,以及2016年新能源汽车推广 数量分布图可以看出,这两者相关性不是很 好,而且可以看到相当大一批雾霾严重的城 市,推广新能源汽车都不积极、不努力,这 点跟美国的情况不太一样。
所以,我们下一步要把治理大气污染作 为推广新能源汽车的一个重要抓手,尤其是 污染严重的城市要有责任把新能源汽车推广起来。
最后小结一下,客观评估新能源汽车的 环保效果,需要建立公认的具有权威性的 方法,不是“公说公有理,婆说婆有理”。
全生命周期排放因子的方法使得复杂问题 简单化,便于应用,应加快制定有关的标准 和实施。
初步数据搜集与分析结果表明,电动汽 车具有良好的环保特性,是治理大气污染的 重要措施。
我们应该将推广新能源汽车与治 理大气污染工作紧密联系起来,作为蓝天保 卫战的重要举措,也是制定后补贴时期政策 的重要内容。
(此处有删节)WLI IK N纛U M M李孟良中国工况它能更好地反映我国车辆在中国道路环境 下的实际表现//李盂良中■汽车技术研究中心资深首席专家目前全球范围内的汽车排放能耗检测工 况主要有美国、欧洲两大体系。
大家知道,我国一直采用欧洲的检测工况:NEDC〇随着我国汽车保有量的快速增长,道 路交通状况发生很大变化,车辆实际行驶 平均车速、油耗、排放与实验室认证结果差 距很大。
国内权威研究趋势表明,车辆能耗 认证结果与车辆的实际行驶表现状况不符 且差异越来越大。
自然吸气车型的油耗差2017年12月,项目组顺利开发完成了行驶工 况,构建了 2条轻型车和6条各类商用车的工 况曲线。
异为28 %,增压车型为32 % ,轻型车整体 差异为29 %。
油耗差异问题主要出在哪里?普遍认 为,问题出在实验室检测工况与实际道路行 驶工况存在较大差异,主要包括:1)行驶 工况与挡位;2)检测工况不包括外部多变 的环境影响;3)也不包括空调开启等实际 驾驶情况。
柴油车排气后处理装置性能试验研究
[ btat A xeiet td nteprr acs f islxdtnctl t D C)addee prc A s c] nepr n l uyo ef m ne ee oiai a y ( O r m as h o od o as n i l at— s i
ua l r( P )i cn u t .T erl o ee et o O n d sle s o sa a zd n h rsue l eft D F s o d ce tie d h ue ft f c f C o i e mi i i nl e ,a dtepesr h f s D e sn y
褥
须 将 D F再 生 , D F恢 复 到 新鲜 的状 态 , 新 开 P 使 P 重 始 工作 , 样 周 而 复始 地 循 环 。为 了解 和掌 握 D F 这 P 内部压 降的规 律 , 要 测 试 D F加 载 了 P 的状 态 需 P M 和再 生后新 鲜状 态下 的压 降 。 规定加 载 水平 ( P D F载 体 加 载前 后 单 位 容 积 内 的质 量增加 量 ) 8/ , D F需 要加 载 的 P 质 为 gL 则 P M
铸
(d , P ) 贵金属含量为 05 / ; P . gL D F样品为壁流式颗 粒过 滤器 ,6 , 1L 载体 为碳 化硅 多孔 蜂窝 陶瓷 材料 , 载
体表 面没有 涂覆催 化剂 。
释
2 D C性 能试 验 研 究 O
图 2 D C复试性 能试验 曲线 O
D C一般 用 来 降 低 柴 油 车 排 气 中 的 C T O O、HC 和颗粒 中 的可 溶 性 有 机 物 (oul ogncf co , slbe rai r tn a i
北京市轻型在用车实际道路排放特征分析
北京市轻型在用车实际道路排放特征分析李孟良;冯玉桥;秦孔建;冯于久;张建伟;高继东【摘要】在北京市区典型道路上,使用车载排放测试设备,对四类不同排放标准的轻型在用车排放(包括HC、C0和NOx)进行了测试研究.结果表明:在用车冷启动过程的排放恶劣,与热启动相比,C0高1~3.5倍,HC高3~5倍;与未实施排放标准的车辆相比,国3标准车辆的CO实际排放降低了78%,HC降低了85%,N0x降低了81%;车辆行驶里程每增加1万km,C0,HC和NCx排放因子分别升高约0.43g/km,0.036 g/km和0.06 g/km.%A PEMS (Portable Emission Measurement System) was employed to measured emissions of in-use lidht-duty vehicles on selected typical roads in Beijing.56 passenger cars were tested, focusing on the gaseous pollutants limited by regulations.The results show that cold start process produces 1 ~3.5 times more CO, 3~5 times more HC than hot start process.Cars complied with Euro 3 reduce real world emissions compared with unregulated ones by 78% of CO, 85% of HC, and 81% of NOx.Emission factors of CO, HC and NOx exhibit the rising tendency proportionally with the vehicle mileages.【期刊名称】《武汉理工大学学报(交通科学与工程版)》【年(卷),期】2011(035)002【总页数】5页(P237-240,245)【关键词】在用车;排放;车载测试;冷起动;实际排放因子【作者】李孟良;冯玉桥;秦孔建;冯于久;张建伟;高继东【作者单位】中国汽车技术研究中心,天津,300162;北京市机动车尾气管理中心,北京,100003;中国汽车技术研究中心,天津,300162;中国汽车技术研究中心,天津,300162;中国汽车技术研究中心,天津,300162;中国汽车技术研究中心,天津,300162【正文语种】中文【中图分类】U40 引言随着新车排放法规和控制措施的不断完善,大量研究开始关注在用车排放问题.实际道路形式条件下车辆排放测量是进行在用车排放研究和评估的主要手段.这些研究活动大多使用了车载排放测试系统[1-4],也有一部分研究活动则使用了排放遥感测量设备[5-6].这些研究方法不同与试验室测试,更强调实际使用条件和使用环境因素对机动车排放因子的影响,直接反映车辆实际使用过程中的真实排放状况.多数研究结果表明:城市在用车实际排放水平普遍高于其相应新车型排放认证的限值;交通状况对机动车排放的影响显著.北京是我国机动车保有量最大的城市,面临突出的在用车排放污染问题.清华大学的研究人员曾利用车载排放测试及排放分析模型对北京市机动车排放进行过研究[7],但北京市在用车保有规模发展迅猛,车辆排放控制技术方面的组成结构变化巨大,早期的研究成果难以用来评估北京市在用车排放的现状.另外,北京市实施的机动车检查维护制度,在车车排放是否较好.因此,利用车载排放测试系统开展了本论文的试验和研究.1 道路排放测试方案1.1 测试设备使用了HORIBA公司型号为OBS-2200的车载排放测试系统.其排气分析单元工作原理与法规级排放试验室所用分析仪相同,其测量精度在与排放实验室测量系统的对比实验中得到了验证.设备主要性能参数见表1.表1 测试设备的主要性能参数测量项目测量单元CO HNDIR(wet)CO2 HNDIR(wet)THC HFID(wet)NOx HCLD(wet)排气流量皮托管式流量计车速 GPS天线由表1可见,道路试验过程中车载测试系统测量得到各种污染物排放的质量浓度,同时还测量排气流量,据此可以计算出各种污染物瞬时的排放质量(g/s);再结合通过GPS天线测得的车速信号,进而计算出车辆的排放因子(g/km).除表1中的测量项目外,OBS-2200还测量试验过程中实时的温度、湿度等环境参数.1.2 试验车辆共测试55辆具有代表性的北京市轻型在用车,包含了不同阶段排放标准的车型,数量分布如表2所列.表2 被测车辆所符合排放标准的分布情况排放标准测试车辆数量/辆国1实施前5 13国1阶段 13国2阶段 25国3阶段1.3 测试线路遵循2条原则选择测试线路:(1)尽量包含各种典型交通状况的路段,根据国内外同类研究的经验,车载排放测试线路通常由高速路、主干路和分支路等几种类型的路段组合而成;(2)测试路线的长度适中,通常测试路线的车程在40~60min之间比较好,若线路太长,排放测试设备则需长时间不间断运行,工作性能会受到影响.图1所示是本研究选择的测试线路.图1 测试路线选定的测试线路位于北京市区东三环路和东五环路之间,包含了高速路、主干道和分支路3种不同类型的路段,全长22km,车程约为45min.2 试验结果与分析2.1 冷启动排放汽车冷启动过程中,大部分污染物排放比正常行驶或热启动过程高得多.本研究考察了车辆的冷启动排放.所有车辆在进行道路测试前都静置10h以上.图2给出了4辆车排放测试前600 s的排气温度曲线.图2 试验车辆启动过程排气温度曲线道路测试在冬季进行的,图中4次试验的环境温度在4~12℃之间.图中所示,发动机启动约200s后排气温度达到稳定值.这与美国加州大学的相关研究结果一致[8].因此,可以认为从发动机启动至其后的200s间为车辆冷启动过程.表3给出了这4辆车冷启动和热启动2种启动过程中的各种排放.表3 冷启动和热启动过程的排放对比车辆1车辆2车辆3车辆4冷启动热启动冷启动热启动冷启动热启动冷启动热启动CO/(g·km-1)325 289 316 263 334 281 339 203 23.2 12.0 19.6 10.5 59.01 14.0 50.9 11.4 HC/(g·km-1) 1.8 0.3 1.6 0.3 7.1 1.2 7.8 1.9 NOx/(g/km) 0.16 0.15 0.15 0.14 2.6 2.2 2.6 2.7 CO2/(g/km)图3给出了冷启动过程各种污染物排放因子相对与热启动过程增加的百分比例. 图3 冷启动过程的排放增量相对于热启动过程,冷启动的CO高出1~3.5倍,HC高出3~5倍,NOx变化不明显,CO2排放高出10%~60%.冷启动时发动机内处于不完全燃烧状态,因此CO、HC排放很高;同时,由于缸内温度较低,所以相对于热启动过程,NOx并没有明显增高.2.2 不同排放标准车型结果对比分析表4为对符合各种排放标准的车型实际道路测得的综合排放因子(不包含冷启动过程)进行统计的结果.表4 各排放标准车队的实测排放因子表中“国0”阶段车辆是指北京市实施国1排放标准以前保有的机动车辆.排放标准实测排放因子/(g·km-1)CO HC NOx CO2 3 6.3 0.17 0.30 197国0 28.9 1.10 1.50 270国1 14.4 0.60 0.95 231国2 9.8 0.48 0.77 230国由图4可见,国1排放标准的实施效果十分显著:CO降低了50%,HC降低了46%,NOx降低了39%.国2排放标准实施后,在国1基础上,CO又降低了32%,HC和NOx各降低了19%.而国3阶段车辆实际排放又在国2的基础上显著下降:CO降低了36%,HC降低了66%,NOx降低了61%.综上,从未实施排放标准到实施国3排放标准,车辆实际排放污染物的消减率均达到80%.同时随着排放标准的加严,车辆主要温室气体CO2的排放也逐步降低.图4 不同排放标准车辆之间排放因子对比对照国家3阶段轻型车排放标准,满足3阶段法规的车辆实测排放因子中,CO比标准限值高出约50%,NOx高出50%,HC在标准限值以内.2.3 车龄和行驶里程对在用车排放的影响表2所列,被测的国2阶段车辆数量最多.为了排除排放标准不同这一干扰因素,同时保证统计样本尽量大,下面以就国2阶段车辆为例,分析车龄、行驶里程等因素对在用车排放的影响.图5统计了各种污染物排放因子随车龄的分布情况.可以看出,NOx和CO2排放随车龄的增加表现出一定的升高的趋势;但CO和HC却没有明显的趋势.图6统计了各种污染物排放因子随车辆已有行驶里程的分布情况.CO,HC和NOx 排放随车辆行驶里程增加而升高的趋势十分明显,如图中用虚线表示的变化趋势所示,车辆已有行驶里程每增加1万公里,这些污染物(CO,HC和NOx)的排放因子分别增加0.43g/km,0.036g/km和0.06g/km.CO2排放和行驶里程之间没有明显趋势关系.综合图5和图6,已有行驶里程对在用车排放的影响关系更为明显,比较而言,车龄对排放影响小得多.CO2排放是车辆油耗的表征,其大小主要由发动机排量决定,因此车龄和行驶里程对它没有明显的影响关系.车龄和行驶里程对在用车排放的影响,与文献[1]的相关结果相比,由于北京市实施了在用车检查维护制度,在用车排放状况较好,劣化较慢.图5 各污染物排放随车龄的变化趋势图6 各污染物排放随车辆已有行驶里程的变化趋势3 结论本研究利用车载排放测试设备,对北京市典型轻型在用车进行了实际道路行驶条件下的排放测试研究,揭示了其排放规律.与其他城市如天津市的在用车排放研究相比,由于北京市实施了在用车检查维护制度,在用车排放状况较好,劣化较慢,但是,仍然有如下特征.1)在用车冷启动过程的排放显著恶劣于热态运行,相对于热启动过程,冷启动的CO高出1~3.5倍,HC高出3~5倍,CO2排放高出10%~60%,但NOx没有明显增加,甚至比热启动少.2)随排放标准的加严,符合相应标准的车辆实际排放不断大幅降低;相对于未实施排放标准时期保有的车辆,满足国3标准的车辆CO实际排放降低了78%,HC 降低了85%,NOx降低了81%.同时随着排放标准的加严,车辆主要温室气体CO2的排放也表现一定的降低趋势.3)在用车实测排放因子统计分析表明,CO、HC和NOx随车辆行驶里程增加而恶化的趋势十分明显;车龄对在用车实际排放影响关系不大;车龄和行驶里程对CO2均没有明显的影响关系.参考文献[1]秦孔建,李孟良,高继东,等.天津市在用车辆排放车载测试试验研究[J].汽车工程,2007,29(9):771-775.[2]李孟良,苏茂辉,秦孔建.实际行驶工况下柴油车发动机负荷分布及排放[J].江苏大学学报:自然科学版,2007,28(3):213-215.[3]李孟良,刘伏萍,陈燕涛.基于PEMS的混合动力客车排放和油耗性能评价[J].江苏大学学报:自然科学版,2006,27(1):55-59.[4]Li Mengliang,Wang Linghui,Qin Kongjian.Heavyduty hybrid vehicle emission contrast research under different modes[C]//IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference (VPPC),China,Harbin,September,2008:3-5.[5]钱国刚,冯于久,秦孔建.在用车尾气排放遥测试验研究[J].汽车工程,2008,30(5):87-91.[6]Guo Hui,Zhang Qingyu,Shi Yao.Characterization of on-road CO,HC and NOxemissionsfor petrol vehicle fleet in China city[J].Journal of Zhejiang University SCIENCE B,2006,7(7):532-541.[7]郝占明,吴烨,傅立新.北京市机动车污染分担率的研究[J].环境科学,2001,22(9):1-6.[8]Brett C S,Thomas W K,Robert A H.A fuel-based approach to estimating motor vehicle cold-start emission[J].Jounal of the Air and Waste Management Association,1999,49(2):125-135.。
在用车排放与催化器的相关性研究
在用车排放与催化器的相关性研究余乐;李孟良;方茂东【摘要】通过对比研究两款不同车型的排放试验与催化器检验结果,分析了车辆的排放情况与相应催化器中贵金属含量的关系.另外,探究了车辆催化器中非金属含量的影响因素.结果表明:排放劣化车催化器中的贵金属含量普遍低于新鲜催化器中的贵金属含量;排放正常车辆催化器中的贵金属含量与新鲜催化器中的贵金属含量无明显差异;催化器中的贵金属配比对车辆排放有很大影响;催化器中的贵金属配比与燃油及机油质量是影响催化器中非金属含量的主要因素.【期刊名称】《润滑油》【年(卷),期】2010(025)003【总页数】5页(P60-64)【关键词】在用车;催化器;贵金属;非金属;相关性【作者】余乐;李孟良;方茂东【作者单位】中国汽车技术研究中心,天津,300162;武汉理工大学汽车工程学院,湖北,武汉,430070;中国汽车技术研究中心,天津,300162;中国汽车技术研究中心,天津,300162【正文语种】中文【中图分类】TE624.82Abstract:The relationsh ip betw een vehicle em ission and noble m etal content in catalytic converterw as analyzed after comparing the em issiontest data and catalyst check result of tw o different types of vehicles.And the influence factor of nonm etal content in catalytic converterw as explored.The results indicated that the noble m etalcontent in catalytic converterof high em ission vehicle is low er than the one in new catalyst converter;there is no obvious difference betw een the noble m etal content in catalytic converter of no r m al em iss ion vehicle and the one in new catalytic converter;noble m etalm ixture ratio in catalytic converter has a significant influence on vehicle em iss ion;noble m etalm ixture ratio in catalytic converter,fuel quality and engine oil quality are the m ain facto r for influencing the nonm etal content in catalytic converter.Key words:in-use vehicle;catalyst converter;noble m etal;nonmetal;relativity随着我国汽车保有量的不断增加,在用车尾气排放造成的污染已成为导致大气污染、环境和人类健康危机的主要因素。
柴油车尾气排放特征与后处理技术研究现状
FRONTIER DISCUSSION | 前沿探讨1 引言柴油车在为城市货运和客运提供便利的同时,也逐渐变成了城市空气污染的主要原因之一[1]。
柴油车排放的尾气颗粒物(PM)对人体健康和环境空气质量有直接影响,其粒径大小关乎其对呼吸系统和心脑血管疾病发病率的影响程度。
同时,排放的气态污染物,如挥发性有机物和氮氧化物(NOx)会在空气中进行光化学反应,生成二次有机气溶胶,降低大气能见度,恶化空气质量。
特别是NOx,除了能形成酸雨,还是臭氧(O3)的前体物[2]。
随车辆行驶里程和车龄的增加,柴油车的尾气污染物排放会逐渐增多。
为了应对这一问题,我国一些空气污染较为严重的地区已开始对在用柴油货车进行尾气后处理改造和淘汰。
安装了柴油机氧化催化器(DieselOxidation Catalyst,DOC)、柴油机颗粒过滤器(Diesel Particulate Filter,DPF)和选择性催化还原器(SelecyiveCatalytic Reduction,SCR)的重型柴油车/发动机,其尾气污染物排放有明显降低[3]。
特别是安装了DOC+DPF的柴油车,能有效减少一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和PM的排放;而安装了DOC+DPF+SCR的柴油发动机,能显著降低PM和NOx的排放。
虽然对排放较高的国III在用柴油车和国IV在用柴油车进行尾气后处理改造升级,都可以显著降低尾气污染物排放,但这个过程也存在一些难题。
首先,由于在用车的发动机已经有一定的劣化,尾气污染物排放差异性大,如果盲目加装尾气后柴油车尾气排放特征与后处理技术研究现状党瑾希 肖宇 牛元 白伟超中机科(北京)车辆检测工程研究院有限公司 北京市 102100摘 要:柴油车已经成为大气颗粒物(PM)和氮氧化物(NOx)主要的排放源之一。
为了提高环境空气质量并降低柴油车的污染物排放,可以通过安装尾气后处理装置来减少PM和NOx的排放。
如何使后处理技术与车辆降低PM和NOx排放的需求相匹配,以实现稳定的减排效果,是一个值得进一步研究的问题。
国五柴油发动机后处理开发项目的进度管理研究
国五柴油发动机后处理开发项目的进度管理研究一、前言国五柴油发动机后处理技术是当前环保领域的热点之一,其开发项目的进度管理对于保障项目顺利进行、高质量完成具有至关重要的意义。
在本文中,我将通过对国五柴油发动机后处理开发项目的进度管理进行深入研究和探讨,力求为该领域的相关研究和实践提供有价值的经验和启示。
二、国五柴油发动机后处理开发项目的进度管理概述1. 项目背景与意义针对国家环保政策的要求以及对汽车尾气排放的持续关注,国五柴油发动机后处理技术项目有着重要的意义。
该项目的顺利进行和高效完成,将为减少尾气排放、改善空气质量、推动环保产业发展等方面做出积极贡献。
2. 项目内容与目标国五柴油发动机后处理开发项目的主要内容包括对柴油发动机尾气进行处理,以达到国家相关排放标准。
项目的目标是研发出高效、可靠、成本合理的后处理设备,并进行工程应用验证。
3. 进度管理的重要性项目周期短、技术复杂、试验验证强度大等特点使得项目的进度管理尤为重要。
良好的进度管理能够确保项目的高效进行,保质保量完成任务。
三、国五柴油发动机后处理开发项目的进度管理方法1. 制定可行的项目计划项目团队需要制定一份可行的项目计划。
该计划应当包括项目的整体目标、里程碑节点、所需资源、风险预测等,以确保项目的清晰和可控性。
2. 制定细化的进度计划在项目计划的基础上,需要制定细化的进度计划。
这些计划应当包括具体的工作任务、工作内容、工作量评估、工期计划等内容,以确保项目的可执行性和可跟踪性。
3. 确保资源的充分利用项目管理者需要充分利用可用的资源,包括人力、物力、资金等,在保证项目质量的前提下尽可能缩短项目周期。
4. 风险管理在项目进行过程中,可能会出现各种风险和问题,需要建立健全的风险管理机制,及时发现并解决问题,保证项目进度的稳定和顺利进行。
四、国五柴油发动机后处理开发项目的进度管理实践案例分析通过对某公司国五柴油发动机后处理开发项目的实际案例进行分析,可以更加直观地理解和掌握项目进度管理的方法和技巧。
柴油车排气后处理装置性能试验研究
柴油车排气后处理装置性能试验研究
胡毅;李孟良;李军;方茂东;任美林
【期刊名称】《汽车工程》
【年(卷),期】2010(032)005
【摘要】对氧化催化转化器(DOC)和柴油机颗粒过滤器(DPF)进行了性能试验研究.分析了DOC对柴油车排放的影响规律;对DPF的压降特性和过滤性能进行了试验.最后还讨论了DPF再生过程中的安全问题.
【总页数】4页(P451-454)
【作者】胡毅;李孟良;李军;方茂东;任美林
【作者单位】中国汽车技术研究中心,天津,300162;中国汽车技术研究中心,天津,300162;中国汽车技术研究中心,天津,300162;中国汽车技术研究中心,天
津,300162;中国汽车技术研究中心,天津,300162
【正文语种】中文
【相关文献】
1.ART型柴油车排气后处理装置改造在用车排放控制效果研究 [J], 李民和;王瀚
2.柴油车排气后处理系统远程监控技术研究 [J], 姚广涛;伍恒;郭子荣;资新运
3.轻型柴油车排气后处理系统耐久性的研究 [J], 徐正飞;张卫锋;资新运;何锦勇;杜小东;谭柏春
4.国外最新的柴油车排气后处理技术 [J], 刘玉俊
5.满足低排放车第3阶段排放法规要求的柴油车排气后处理系统的优化研究 [J], J.Jeon;H.Seo;K.Lee;S.Kwon;K.Bae;田永海;孙丹红
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车用催化剂评价系统开发
车用催化剂评价系统开发
冯国胜;李孟良;李军;王大祥
【期刊名称】《天津大学学报》
【年(卷),期】2007(40)12
【摘要】为了开发车用催化剂评价系统,减轻对国外成套测试系统的依赖,基于DSP56F807 数字信号处理器,构建了集 USGR 和 HORIBA 于一体的系统硬件平台.采用 C 语言和 LabVIEW 语言编写了数据采集程序和 LabVIEW 与DSP 接口程序,采用 TCP/IP 协议实现了 HORIBA 浓度数据的上位机采集.该系统具有对USGR 温度数据与 HORIBA浓度数据进行联合采集、保存和图形显示的功能.实验结果证明,该系统运行可靠,已投入实际应用.
【总页数】4页(P1481-1484)
【作者】冯国胜;李孟良;李军;王大祥
【作者单位】天津大学机械工程学院,天津,300072;石家庄铁道学院机械工程分院,石家庄,050043;中国汽车技术研究中心,天津,300162;中国汽车技术研究中心,天津,300162;中国汽车技术研究中心,天津,300162
【正文语种】中文
【中图分类】TK414.5
【相关文献】
1.车用催化剂小样评价系统的研究与开发 [J], 袁守利;颜伏伍;杜传进;侯献军;阮杰
2.车用催化剂的性能评价技术和试验方法 [J], 朱洪涛;王建昕
3.车用催化剂的性能评价及解剖分析研究 [J], 赵红英
4.车用电动燃油泵性能检测及评价系统开发研究 [J], 张振东;石鹏程;朱红萍;李鑫;肖龙发
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Simple structure, small backpressure
• 约50%的PM转化率
approx. 50% PM conversion
• NO2排放增加风险
Risk on increasing NO2 emission
2.3 NOx选择还原技术 SCR Technology
•高NOx转化率 High NOx conversion •更适用于中重型柴油车 More Suitable for Heavy-duty Diesel •低温运行问题 Problem under low temperature urea
再生 方法
Regenerate Method
利用发动机热能再生 主动再生Active Regn. 非加热机械式再生 主动再生Active Regn.
进气节流再生 排气节流再生 后燃再生
逆向喷气再生 机械振动再生
2.2 微粒捕集技术 DPF
◇ 电加热再生 Electric Heating: 较强油品适应性 Good fuel adaptability 需要大容量电池 Big battery Capacity needed
• 为了规范装有后处理装置的柴油车排放性能特别是排放耐久性, 中国环保部先后颁布相关标准:
To regulate above vehicles emission performance especially their emission durability, Chinese MEP issued following regulations: – GB20890-2007重型汽车排气污染物排放控制系统耐久性要求及试验方法 Test Procedures and Requirement of Durability of Emission Control Systems for Heavy-duty Vehicles (since stage II )
2.2 微粒捕集技术 DPF
◇喷油助燃再生 FUEL BURNER : 较强油品适应性 Good fuel adaptability 喷油控制和油耗问题 Fuel Control & Consumption
2.2 微粒捕集技术 DPF
◇连续再生 Catalyst Regenerate : 可同时降低HC/CO/PM排放 必需低硫柴油 Need Low-Sulfur Diesel
2.1 催化氧化技术(续)DOC Technology 简评 DOC Comments: • 可降低颗粒物排放20%左右
Reduce PM by 20% or so
• 比较适合中国柴油机水平
Suitable for Chinese diesel engine
• 高硫柴油使用环境下有增加颗粒物风险
Risk of increasing PM under high sulfur diesel
H
S
O
Oxidation Catalyst (O) 4NH3 + 3O2 2N2 + 6H2O
Hydrolysis Catalyst (H) (NH2)2CO + H2O 2NH3 + CO2
2.4 NOx LNC Technology
还原剂 Lean NOX(被动型) Lean NOX(主动型) NOX SCR 排气中 HC 添加 HC 尿素或氨水
车辆类型 有害物质 燃 烧 技 对应 Euro3 (2000) 后 处 理 术 NOX 轻型车 PM NOX 重型车 PM 共轨式高压喷射 单体泵 燃油喷射定时 预喷射 冷 EGR
(喷射率电子控制)
可变截面涡轮进气中冷
用最新电子控制技术使各种技术优化匹配 燃油喷射定时 燃 (喷射率电子控制) 烧 预喷射 技 可变截面涡轮 对应 Euro4 (2005) 术 进气中冷 冷 EGR 后 DeNOX 催化剂 处 理 用最新电子控制技术使各种技术优化匹配
SCR Catalyst (S)
4NH3 + 4NO + O2 4N2 + 6H2O
2NH3 + NO + NO2 2N2 + 3H2O 8NH3 + 6NO2 7N2 + 12H2O
V
Exhaust Gas
Oxidation Catalyst (V) 2NO + O2 2NO2 4HC + 3O2 2CO2 + 2H2O 2CO + O2 2CO2
2000年国一标准
China I from ‘2000
2004年国二标准
China II from ‘2004
2007年国三标准
China III from ‘2007
2010年国四标准
China IV from ‘2010
◇ 欧4以后排放法规的对应技术 Technologies for Euro 4 and later
• 后处理装置老化前后装车排放应该满足相应国 家排放标准要求。
Vehicle or engine equipped with those Diesel aftertreatment device before and after fast aging should meet corresponding Regulation.
• SCR technical Requirements:
– 转化率Efficiency:NOx>80% – 耐久性Durability:劣化率DF<10%
3 中国后处理装置技术要求
Chinese Requirements on Diesel Aftertreatment Device
• DPF 技术指标technical Requirements:
CRT TM Remo val of HC, CO, P M SCR Remo val of NOx Slip Cataly st Remo val of NH3 slip if required
◇大型柴油机终极方案
Final solution for Large Diesel
Engine
适于中重型车辆 Suitable for Large Diesel 必需低硫柴油 Need Low-Sulfur Diesel
◇ 催化氧化技术(DOC) ◇ 微粒捕集技术(DPF)
◇ NOx选择还原技术(SCR)
◇ NOx吸附技术(LNC)
2.1 催化氧化技术 DOC Technology
◇ 氧化催化剂的工作原理 DOC PRINCIPLE
2.1 催化氧化技术(续)DOC Technology
◇ 瞬态HDT循环中采用氧化催化剂时,微粒物的减少情况
Typical Diesel Aftertreatments
3. 中国柴油车后处理装置技术要求
Chinese Requirements on Diesel Aftertreatment Device
4. 中国市场展望
Outlook on Chinese Market
1.中国柴油车排放控制要求
Chinese Diesel Emission Requirements
NOX 净化率 15% 30% 65%
试验工况 NDEC NDEC NDEC
应用领域 轻型或中型车 轻型或中型车 中型或重型车
• 轻型柴油车进一步降低NOx的方案之一
NOX 吸附催化剂 等离子
2
NDEC HC,CO,H 54% 中型或重型车 One solution for Light-duty diesel NOx further reduction -/氨水 10%/50% 稳态测试 不定
3 中国后处理装置技术要求
Chinese Requirements on Diesel Aftertreatment Device
• 随着柴油车排放标准的不断加严,自第二阶段开始,中国部分 轻型、重型柴油车就开始加装排气后处理装置
With the more stringent emission regulation, Some Chinese diesel vehicles are equipped with DOCs from stage II emission regulation.
国外使用的后处理技术: • DOC • SCR • DPF • LNC
共轨式高压喷 四气门 射 (1500ba) 燃油喷射定时 预喷射 SCR (喷射率电子控制) 氧化催化剂 DeNOX 催化剂 新一代共轨式 燃油喷射定时 高压喷射 (喷射率电子控制) 预喷射
不太适合市区低速运行工况 Unsuitable low speed Mode
Inlet Section
Catalyst Section
Filter Section
Outlet Section
Honeycomb Catalyst
Wall-flow Filter
部分流通式过滤器POC Filter
•直通式结构紧凑、排气背压小
中国柴油车后处理装置状况
Status of China Diesel Emission Control Device
中国环保产业协会 机动车污染防治委员会 2011年4月26日
Who is CVEC
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