1. 研究目的与意义
发动机的有害排放物是造成大气污染的一个主要来源,随发动机的有害排放物是造成大气污染的一个主要来源,随着环境保护问题的重要性日趋增加,降低发动机有害排放物这一目标成为当今世界上发动机发展的一个重要方向。随着世界石油制品的消耗量逐年上升,国际油价居高不下,柴油车的经济性日渐突出,这使得柴油机在车用动力中占据着越来越重要的地位。所以开展柴油机有害排放物控制方法的研究,是从事柴油机设计者的首要任务。柴油发动机的排放控制主要是对排放中的PM和NOx的处理,柴油机颗粒物PM及NOx排放控制成为柴油机发展的关键技术,当前针对PM及NOx排放控制的柴油机排气后处理技术有两种方法:一种是通过废气再循环EGR技术降低发动机缸内燃烧的NOx排放,然后用柴油机颗粒捕集器DPF控制PM,另一种是通过燃油高压喷射技术降低发动机缸内燃烧的PM排放,然后用选择催化还原技术SCR控制NOx。
2. 国内外研究现状分析
从六十年代开始,美国、日本、西欧等工业化国家对汽车排气co、hc和nox等有害排放物,以法规的形式做了限制。从而直接促进了对低污染车用发动机和对排气进化措施的研究。egr技术在国外首先应用于汽油机,最初只是纯气动式且不带冷却循环的,后来发展了带冷却循环的egr再后来与电控技术相结合,转而开发出带闭环控制的气电式或电磁式egr系统。如今egr在国外的汽油车上已得到广泛的应用。从七十年代后期开始,国外就有学者将研究目标转向柴油机egr技术,到目前为止发展非常快,但其总体应用仍不如汽油机广泛成熟,尤其是对重型柴油机来讲,许多问题还有待进一步研究。
国外到目前为止已经对egr技术进行了较深入的研究,积累了大量的实验基础,取得了一些实用性成果。但由于egr给发动机带来的影响相当广泛和复杂,牵涉到较多的因素,另外egr本身的精确控制也较复杂,所以国外目前仍然十分重视完善对egr的研究,主演研究方向为egr与发动机各系统的优化匹配以及如何在精确控制egr的前提下尽量提高egr的循环率。也即在尽可能不牺牲发动机经济性、动力性的情况下,充分挖掘egr降低排放的潜力。
由于我国以前对车用发动机的排放控制并非十分严格,所以对egr的应用研究一直未得到足够的重视。知道近几年,随着我国环保意识的增强和环保法规的加严,egr才逐渐受到重视,特别是在不远的将来,随着我国排放法规的进一步收紧,egr则将成为传统发动机满足新排放法规的一项不可或缺的降低排放的有力措施。目前,国内一些高校和科研单位已经对egr作了一些初步研究,这些研究仅仅停留在实验室的实验阶段,还没有取得重大的进展,egr在我国离实用化、商品化尚有不短的距离。
3. 研究的基本内容与计划
1.了解有关柴油机排放的主要污染物(pm、nox等)资料,阐述污染物对环境的危害以及目前降低此类污染物排放的主要控制方法。
2.了解废气再循环egr的工作原理,系统构造,控制方式,作用等。
3.清楚选择性催化还原scr的工作原理,系统构造,控制方式,作用等。对egr系统和scr系统降低柴油机的排放工作原理进行分析,通过具体实例比较两种技术路线的优缺点。提出适合中国国情的柴油机排放控制技术路线。
计划:
4. 研究创新点
特色:EGR与SCR均是汽车柴油机提高排放水平的关键技术。
创新:就后处理系统而言,SCR系统除了开发SCR净化技术外,只需增加尿素储藏容器和尿素喷射系统。而EGR系统除了开发EGR净化技术外,还需要增加DOC、DPF或者POC装置。
