柴油机颗粒排放测量全流稀释定容采样系统设计研究.pdf

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1、柴油机设计与制造Design&ManufactureofDieselEngine2005年第3期第14卷!总第112期"柴油机颗粒排放测量全流稀释定容采样系统设计研究李红剑(上海交通大学上海200433摘要国际及欧美相关标准规定全流稀释系统是柴油机排放型式认证试验唯一的基准系统O对柴油机颗粒排放全流稀释定容采样系统进行研究发现其核心是用于稳定系统流量的临界文丘里喷管的设计O当临界文丘里喷管前后的压比达到一定值时喉口处的气流速度达到当地声速此时流量达到最大且保持恒定不再随环境参数的变化而变化即处于临界状态O该流量是柴油机气态排放和颗粒排放计算中的关键参数

2、之一是排放测试设备的关键技术OAbstract:InthispaperonlytheFullFlowDilutionSystemisdesignedandintroduced.Fullflowdilutionisnormallyusedonlyformeasurementonheavydutyengines.ThemainpurposeoftheCVSfacility(ConstantVolumeSamplingistoprovideaconstantmassflowthoughthedilutiontunnelduringtheperiodofthe

3、wholetestcycle,whiletheexhaustgasflowratebeforedilutionisvarying.Thisisrealizedbyusingcriticalflowventuri-nozzlesandbycontrollingthecriticalflowinletconditionstoconstantvalues,i.e.pressureandtempera!ture.Thatmeans,bycontrollingtheinletconditionsofthecriticalflowofventuri-nozzles

4、aover-criticalpressuredifferencebetweeninletandoutletoftheventuriescanbereached,such,soundvelocityisgeneratedinthesmallestcrosssectionofthecriticalflowventuri,variationsofsystempressureaftertheventurinozzledonotaffectthesystemflowanymore.关键词I柴油机污染物排放法规全流稀释定容取样系统临界流文丘里喷管Keywordsz

5、dieselengine,pollution,emissionlegislation,fullflowdilution,criticalflowVenturi!""前宫实现在内燃机非稳定状态下理论上可以把所测目前国内的发动机排放测试设备几乎完全依赖得的浓度曲线和排气流量曲线对时间进行积分但进口对测试设备的研究和设计对提高国内测试水实际上由于以下几方面原因误差很大I平和排放控制有着重要的意义O自主设计和研究的1发动机排气管中的压力波动造成各工况全流稀释定容取样系统可以实现对发动机排放成分的气样流量不同测量结果往往是偏向高负荷高转的测量节约了费用并完全符合

6、国际法规测定设速工况O备的要求对排放成份的测量有着很大的应用价2由于排气测量系统的气体输送容积和仪器值O响应特性所造成的不规则滞后很难和所测得的内#""稀释定容采样系统燃机排气流量完全一一对应这就造成了最后计算2.1定容取样系统结果的误差O一般的排气成分分析仪器都是测量该成分在3在气样输送过程中各工况气样的部分混排气中的浓度然后根据排气流量计算出该成分的合使浓度曲线不能正确再现发动机排放的时间特总排放量O这种方法在内燃机稳定状态下比较容易性O117-5-为此7人们采用了测量平均值的方法来解决这个问题0早先在欧洲标准测试循环中7先把所有的排气经过稀释后收

7、集到气袋里0然后7在相应的仪器里分别对气袋的气体进行浓度测量7并乘上所收集的稀疏排气量7计算出内燃机在测量过程中各种成分的总排量0这种方法比较精确7但需要有很大的气袋来收集排气0现在7对内燃机非稳定状态中以及许多标准测试循环中的排气成分的测量和计算7都采用定容取样(CVS7即constantvolumesampling)系统0在定容取样系统中7内燃机的排气全部排入稀图1全流稀释系统组成简图释风道中7和空气混合成流量恒定的稀释排气7并按一定比例将稀释的排气收集在气袋中0这样7尽热交换器可用可不用0同时用HE和EFC可以提管排气流量不断变化7但是稀释排气流

8、量保持不高测量结果的精度0变0在稀释空气中污染物浓度低到可以忽略不计的2.4全流稀释系统设计要