基于清洁能源和环境保护的燃油汽车废气排放措施

基于清洁能源和环境保护的燃油汽车废气排放措施和2017汽车排放这样的话题,一直都是很多人想知道的,接下来小编带你了解一下。


文丨8岁生日纪念日


编辑丨八周年


前言


环境保护,特别是温室气体排放,由于对全环境产生重大影响,近年来引起了公众的关注。二氧化碳占全温室气体的65%,统计分析显示,交通运输部门的二氧化碳排放量占全的28%,其中大部分来自石油产品的燃烧。


为了满足减少二氧化碳排放的需要,各国政府纷纷出台政策,对内燃机设定二氧化碳排放限值,并鼓励电动汽车的发展。欧盟宣布到2020年将乘用车平均二氧化碳排放量在95克/公里。根据欧洲议会委员会的预测,到2030年,基于内燃机的汽车比例将下降至59%。


内燃机仍然广泛应用于大多数混合动力系统中,所有这些因素使得内燃机实现更好的燃油经济性变得非常重要。幸运的是,柴油发动机由于具有更高的压缩比和稀薄的燃油燃烧,因此比汽油发动机具有更高的热效率。


这些特性使柴油发动机成为通过新发动机技术满足二氧化碳要求的有力候选者。


随着环境保护变得越来越重要,减少内燃机废气的需求不断增加,自2015年9月大众汽车丑闻发生以来,公众和政府的注意力一直集中在柴油发动机排放的污染物上。柴油机面临的最大题和主要挑战。


欧盟轻型柴油机排放法规于1992年首次提出,包括碳氧化物、氮氧化物、总碳氢化合物和颗粒物等气体排放。


随着时间的推移,欧盟对轻型柴油车的排放要求越来越严格,CO、NOx、THC、PM的排放限值逐渐降低。这意味着柴油发动机必须采取更多措施来减少这些污染物的排放,以满足监管要求。


所有发动机废气均已显着减少,欧洲3号废气标准中引入了发动机氮氧化物限值。与欧洲3号标准相比,最新的欧洲6号标准减少了84项。与欧6b和欧4标准相比,细粉尘质量减少了80%。


除了颗粒物的质量外,自欧洲5b标准以来也对颗粒物的数量进行了,所有这些变化都给柴油机在市场上生存带来了额外的挑战。


以前的发动机排放研究主要集中在稳态运行条件。然而,在实际驾驶场景中,发动机主要处于临时运行状态。与稳态修正相比,瞬态工况下燃油效率和废气排放显着降低,因此从欧4开始,采用新的欧洲行驶循环作为标准行驶循环来模拟瞬态工况并评估排放。


柴油机废气排放题


提出了全统一的轻型车辆测试程序,以覆盖更广泛的发动机工作范围并接近真实的驾驶条件。该测试周期已在Euro6d中使用,使制造商更难通过排放测试。实际行驶废气排放量将反映在未来的废气排放标准中。


在柴油发动机上安装EGR系统时,必须研究EGR率,在质量测量中,EGR率定义为EGR质量流量相对于总进气混合物的百分比。气体浓度测量基于进气管和排气管中的二氧化碳或氧气浓度。


EGR率与发动机的工况密切相关。在低负荷条件下,EGR率可以在很宽的范围内接受,因为废气仍然含有足够的氧气,并且CO2和水蒸气受到。


在高负荷工况下,废气中的氧气变得稀缺,惰性成分的影响变得更大,随着排气温度的升高,了最大EGR速度。这一原则应体现在控制器的设计过程中,并且允许的EGR率应受到边界条件的。


三种常用的EGR配置是高压环路EGR、低压环路EGR和双环路EGR。HPEGR利用压力差将废气从排气歧管重定向到进气歧管。LPEGR气体从后处理装置的下游流向压缩机的上游。


通常,HPEGR和LPEGR的EGR气体通过EGR冷却器进行冷却,虽然冷却的EGR对于减少发动机的NOx排放更有效,但需要注意的是,热EGR气体可能会因进气温度升高而缩短点火时间。改进的延迟和热效率。


HPEGR的优点是瞬态条件下响应速度快、结构简单。但HPEGR也与发动机的可变涡轮增压器产生综合作用,导致在低速高负荷工况下难以供应充足的EGR气体。使用LPEGR后,HPEGR和VGT之间的耦合效应得到缓解,从而导致瞬态条件下VGT控制负担更小。


涡轮增压器的演变


涡轮增压器是柴油机空气通道中的增压装置。它由压缩机、涡轮和连接轴组成。在现代柴油发动机中使用该装置的目的是通过增加进入发动机的空气质量来提高发动机功率。然而,过度提高进气压力可以显着降低柴油机的燃油消耗。


在各种类型的涡轮增压器中,目前广泛使用的可变几何涡轮增压器通过旋转喷嘴叶片自由调节涡轮接收的废气。其他结构如多级涡轮增压器、增压器/涡轮增压器组合和可变几何压缩机也已被开发出来,以提高增压器系统的性能。


传统的废气驱动涡轮增压器增压能力差,低负载时瞬态响应慢。为了克服这些缺点,开发了电动辅助涡轮增压器。


此外,涡轮增压器的动力辅助增加了发动机的最大功率输出并减少了泵气损失。尽管涡轮机效率得到了有效提高,但EAT系统需要特殊的轴承设计、电子元件的坚固性以及高昂的制造成本,这构成了重大挑战。


与汽油发动机中的可变气门控制类似,柴油发动机的气门正时甚至气门升程也得到了研究。其中许多研究都集中在IVC正时,因为IVC对气缸中的气体量有重大影响,并且随后的IVC可以减少燃油消耗和排放。此外,将柴油机可变气门正时与LTC燃烧模式相结合可以进一步减少排放。


柴油机VVT的另一个特点是在排气或进气冲程期间重新打开进气门或排气门。测试结果表明,2IVO策略可以有效减少碳氢化合物排放,缩短发动机冷启动时的预热时间。


这些阀门控制受到瞬态条件下烟雾急剧增加的,并且与稳态条件相比,柴油发动机的瞬态排放特性在瞬态条件下产生更高的气体和颗粒物排放。


实时排放分析仪的发展促进了加速工况下发动机NOx和颗粒物典型特性以及柴油机瞬态排放特性的研究。使用快速反应的排放测试设备获得逐个周期的结果。废气再循环阀轨迹和进气混合物成分的变化是速度和负载瞬态条件下排放峰值的主要原因。


在负荷增加的情况下,EGR阀快速关闭,以减轻VGT系统的负担并满足所需的EGR比例,缸内温度因喷油量增加而升高。这两个因素主导了NOx的超调,延迟了系统低空燃比的发生,并延长了扩散燃烧周期,增强了颗粒物的形成。


在减速条件下,发动机会经历非常稀薄的点火甚至部分燃烧,在此期间仍然产生大量的THC和有核颗粒物质。


各种VGT设置也在瞬态实验中进行了测试。打开VGT叶片可以有效降低发动机背压,但对发动机排放改善较小。发动机排放也受到过渡期长度的影响。负荷变化时间越短,发动机NOx和颗粒物的峰值越显着。


即使在瞬态条件下,氮氧化物和颗粒物之间的平衡仍然存在。从控制角度来看,适当控制空燃比对于在瞬态条件下获得可接受的废气排放非常重要。自上世纪以来,人们对内燃机在试验循环过程中废气排放的影响因素进行了许多研究。发动机测试周期也在不断变化,以接近实际路况。欧洲和其他主要市场的发动机燃油消耗和其他排放评估最初将基于新的欧洲驾驶循环和随附的测试协议。


此过程称为型式认可。NEDC包括四个相同的代表低速和低发动机负载条件的城市驾驶路段,以及代表更高车速和发动机负载的附加郊区驾驶路段。然而,NEDC循环很难反映发动机的行为。在实际驾驶情况下


这种现象将导致发动机实际排放量与TA排放量之间存在差异,为了控制和扭转这种日益扩大的差距,欧盟委员会呼吁建立新的测试程序来取代现有的NEDC。


考虑到车辆测试程序中已融入真实驾驶条件的概念,应通过车载便携式排放测量系统来测量废气排放。从2017年起,欧洲的新车必须经过全统一的轻型汽车测试周期和相应的型式认可测试程序。WLTP循环由四个阶段组成低速、中速、高速和超快。


总结


新的WLTP相比现行的NEDC测试在测试和程序上有一些改进,并且新的WLTP纠正了NEDC循环中不正确的规定。还添加了几项新规定,使WLTP更加稳健,并更好地代表真实驾驶条件下的燃油消耗和排放。


在发动机方面,WLTP涉及更激进的瞬态场景和早期阶段更低的发动机温度。另外,发动机的运行范围必须比NEDC循环更广,研究比较了NEDC循环和WLTP循环发动机的油耗和废气排放差异,结果表明NEDC与事实相去甚远。你可以看到这一点。驾驶循环。


参考


[1]行驶速度对汽车排放因子的影响黄宇,张庆交通标准化,2014


[2]大气雾霾污染的成因、影响及规律王月思,王莉莉科学与社会,2014


[3]城市道路条件下汽车排放特性影响因素研究卢云鹤,孙龙林,黄文伟,高慕荣环境污染与防治,2013


[4]雾天激光雷达大气边界层高度检测张万春;张莹;陆阳;李凯涛;李正强遥感学报,2013


[5]京津冀地区大气雾霾污染及治理对策的思考王跃思,姚力,刘自瑞,季东升,王丽丽,张俊科,中国科学院学报,2013


[6]汽车尾气对大气环境影响研究韩玉梅,罗新政,烟台大学学报,自然科学与工程版,2013


2017年6月的车是哪个国家的?截至2017年6月,车辆符合国V排放标准,即国V汽车排放标准,驾驶员在寒冷高原、高温高原或空气稀薄的草原地区行驶时,车辆发挥最大功率,不走不动,发生打滑时,国五车的优点是可以对抗空气,有保护作用,而且不会造成污染。


2017款宏光S3是哪个国家的?


2017年12月五菱宏光S3为国六车型。


国六是韩国汽车排放标准中最严格的污染物排放标准,执行期自2017年7月1日起,适用于全国新建轻型汽车。


因此,2017年12月生产销售的五菱宏光S3也必须符合国六排放标准。


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