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重型车用柴油机国Ⅴ排放开发研究

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第一章 绪 论

1.1 国家排放法规发展历程

1.2 国内外研究现状分析及SCR技术简介

1.3 本文的研究内容及意义

1.4 本章小结

第二章 重型车用柴油机国V排放开发研究方法及平台

2.1 研究对象及测试系统简介

2.2 研究方法介绍

2.3 自动标定简介

2.4 本章小结

第三章 重型车用柴油机工作过程分析

3.1 计算模型建立

3.2 计算结果分析

3.3 本章小结

第四章 喷油策略优化及标定

4.1 先导喷对柴油机性能的影响

4.2 主喷、轨压对柴油机性能的影响

4.3 结果输出及排放验证

4.4 本章小结

第五章 SCR后处理系统研究

5.1 尿素消耗量计算

5.2 影响SCR转化效率的因素分析

5.3 国V标定策略

5.4 最终排放验证

5.5 本章小结

第六章 全文总结与工作展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢

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摘要

由于我国对发动机节约能源、降低、降耗任务要求的日益迫切,整车排放法规也愈加严格。从国IV排放标准开始实施之日起,各机动车生产厂商就在积极备战,为了在新一轮的国 V排放升级大战中赢得市场先机,抢占市场占有率,提前进行低于国V排放阶段法规限值的柴油机开发。
  本课题以一款采用SCR后处理的潍柴国IV发动机为研究对象,对如何优化提升到国V排放水平开展研究,工作重点围绕优化发动机本体燃烧和提高SCR后处理转化效率两方面来开展:
  首先,对发动机本体进行优化燃烧研究。基于仿真计算方法,研究柴油机采用不同燃烧室、喷油器和涡流比时对缸内油束落点和性能的影响;运用自动标定软件ASCMO,基于自动标定软件的模型分析功能,分析电控系统参数对发动机经济性和排放性能的影响规律,主要研究电控参数为主喷提前角、先导喷油量、先导喷间隔角(先导喷开始时刻到主喷开始时刻对应的曲轴转角)及轨压。
  其次,对如何提高SCR后处理转化效率进行研究。本部分内容主要对SCR的相关技术进行分析,研究影响SCR系统上游温度及SCR箱转化效率的相关因素,并在发动机关键配置(燃烧室形状、喷油器结构及参数、增压器、SCR箱)定型的基础上,结合对国V开发标定策略的研究分析,指明国IV升级到国V排放的工作方向。
  最后,进行发动机台架试验,将对象发动机的排放水平升级到满足国 V排放法规要求。
  本文研究结果可以对如何开发满足国 V排放法规的柴油机提供参考,也对柴油机节能减排以及改善大气环境具有非常重要的意义。

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