车用柴油机氧化催化转化器的试验研究

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1、第2期(总第181期)车用发动机No．2(SeriaINo．181)2009年4月VEHICLEENGINEApr．2009车用柴油机氧化催化转化器的试验研究楼狄明，马滨，谭丕强，邓晓光。(1．同济大学汽车学院，上海201804；2．西门子威迪欧汽车电子(上海)有限公司，上海201801)摘要：对车用柴油机氧化催化转化器进行了发动机台架试验研究。结果表明，加装氧化催化转化器后，柴油机烟度、C0，HC和PM排放显著降低，对其动力性能、经济性能和NO排放影响则很小。分别燃用合硫体积分数不大于500×10和350×10

2、两种柴油的结果表明，燃油硫含量对氧化催化转化器的性能有一定的影响。关键词：柴油机；氧化催化转化器；排放；净化效率中图分类号：TK424．5文献标志码：B文章编号：1001—2222(2OO9)O2—0032—04随着世界各国排放法规的Et益严格，柴油机后Pd。DOC样件的主要结构尺寸(单位为毫米)见图2。处理系统逐渐成为控制尾气排放的重要措施l1]，其表1发动机技术参数中氧化催化转化器(DOC)作为一种简单有效、成本型式直列、水冷总排量／L9较低的后处理装置被广泛应用l_2]，该装置主要降低4行程．726尾气中烟

3、度、HC，CO和PM排放]。进气方式增压中冷标定功率／kW225本研究从DOC的转化效率出发，在燃用含硫体缸数6标定功率转2200速／r·rain积分数分别不大于500×10和350×10两种柴油缸径／mm126最大扭矩／N·m1g50的基础上，首先考察了IX)C在发动机外特性时对其行程／最大扭矩转速／mm13O1300～1400动力性和经济性的影响，接着深入研究了DOC在发r·min一动机外特性和国Ⅲ循环一ESc十三工况两种条件下对烟度、HC，C0和PM的转化性能。／。＼l1试验装置与试验方案／1一1％一图1示

4、出发动机台架试验布置。表1示出试验一一532一用发动机的技术参数。试验台架为AVL的PUMA全自动试验测控系统，排放测试设备有AVL—图2DOC样件的主要结构尺寸SPC472微粒测试系统、AVL烟度测试仪和PEUS本试验分别燃用含硫体积分数不大于500×多组分废气分析仪。10和350×10的两种柴油(将其分别定为柴油A和柴油B)，先后测量了柴油机外特性和国Ⅲ循环一ESC十三工况下加装DOC前后的扭矩、燃油消耗率以及烟度、HC，CO和PM排放。2试验结果及分析2．1DOC对发动机基本性能的影响图3示出燃用A，B两种

5、柴油时，原机和加装图1发动机台架试验示意图DOC后的扭矩、燃油消耗率(6)变化情况。由图3试验用DOC为全流式蜂窝陶瓷结构，内部涂层催可见，该机加装DOC后，柴油机动力性能略有下化剂为稀土复合物及其他氧化物，活性成分为Pt和降，下降幅度大部分在4以内，6略有上升，上升幅收稿日期：2009—01-06；修回日期：2009—03—22基金项目：上海市科技攻关项目(053012009)作者简介：楼狄明(1963一)，男，教授，博士生导师，博士，研究方向为柴油机现代设计技术、代用燃料、排放控制等；loudiming@ho

6、tmail．corn。2009年4月楼狄明，等：车用柴油机氧化催化转化器的试验研究度大部分在1以内。总体看来，DOC对原机正常后，烟度平均降幅为18，降幅最高超过24；在燃工作影响很小。用柴油B时，其烟度与前者相比有所下降，说明燃用低硫柴油有利于降低烟度，加装DOC后，烟度在_c●各转速下的平均降幅为22，降幅最高超过28，鎏岜●总体降幅大于燃用柴油A时的幅度，这是因为柴油bD中的硫会在DOC反应器载体表面形成硫酸盐沉斛淀，影响了DOC对烟度的降低效果，因此，硫含量逛是越低，越有利于DOC对烟度的净化。簦转速n／

7、r·min2．2．2气体排放a燃用柴油A图5至图7示出原机和加装DOC后，燃用A，B两种柴油的CO，HC和NO排放对比。王、_●-。祷耀逛曩蜇_【＼籁裢枯0r】_【、籁辎枯0

8、】a燃用柴油A图3DOC对柴油机T。和b的影响2．2DOC对发动机排放性能的影响2．2．1烟度图4示出原机和加装DOC后，燃用A，B两种柴油的烟度对比。图5DOC对柴油机CO排放的影响由图5可以看出，该机燃用柴油A并加装D()C转速n／r·raina燃用柴油A后，CO排放在各转速下都明显下降，试验各点平均降幅为32，其中单个工况降幅最高超过

9、45；燃用柴油B时，CO排放的平均降幅超过22，最高降幅超过36。从而表明D()C能显著降低CO排放。由图6可以看出，该机燃用柴油A并加装DOC后，HC排放在各转速下都明显下降，试验各点平均降幅为51，其中单个工况降幅最高超过65；燃用柴油B并加装DOC后，HC排放的平均降幅超转速n／r·minb燃用柴油B过34，最高降幅超过48。从而表明了DOC对HC排放也有显著降低作