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DPF和CDPF主动再生排放特性对比分析

内燃机学报 2024年第1期42卷 35-43页

作者：孟忠伟曾渤淞冉格萌陈钊西华大学流体及动力机械教育部重点实验室四川成都610039 西华大学汽车测控与安全四川省重点实验室四川成都610039

基于外加热源再生台架和颗粒物加载装置,探究了不同再生温度和碳载量下柴油机颗粒捕集器(DPF)和催化型DPF(CDPF)主动再生时出口气体和颗粒物排放特性.结果表明:催化剂铂(Pt)的涂敷有利于碳黑(PU)的氧化,在相同碳载量条件下,CDPF更易产... 详细信息

基于外加热源再生台架和颗粒物加载装置,探究了不同再生温度和碳载量下柴油机颗粒捕集器(DPF)和催化型DPF(CDPF)主动再生时出口气体和颗粒物排放特性.结果表明:催化剂铂(Pt)的涂敷有利于碳黑(PU)的氧化,在相同碳载量条件下,CDPF更易产生温度波峰,且再生效率略高于DPF;DPF再生过程中伴随着较高体积分数的CO排放,且升温阶段会出现一个低浓度的核模态颗粒排放窗口,后续再生阶段几乎无颗粒物释放;CDPF再生过程中几乎没有CO生成,但在再生阶段会伴随着大量的30 nm以下的小颗粒释放,且随着再生温度和碳载量的升高,CDPF出口颗粒物浓度逐渐升高.DPF和CDPF再生时分别具有不同优化窗口,既有利于减少颗粒物排放同时又保持较高的再生效率.

关键词：柴油机颗粒捕集器主动再生气体排放颗粒物排放

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麻疯树油液滴微爆和蒸发特性试验

内燃机学报 2024年第1期42卷 44-52页

作者：王继刚相飞飞徐晶乔信起扬州大学机械工程学院江苏扬州225127 上海交通大学动力机械与工程教育部重点实验室上海200240

利用悬挂式液滴蒸发试验装置,结合高速背光成像技术,研究了麻疯树油液滴在高温环境(673、773、873、973和1073 K)下的微爆和蒸发特性,并对麻疯树油中的3种主要组分液滴的蒸发特性进行了分析.结果表明:麻疯树油液滴的微爆是由于内部组分... 详细信息

利用悬挂式液滴蒸发试验装置,结合高速背光成像技术,研究了麻疯树油液滴在高温环境(673、773、873、973和1073 K)下的微爆和蒸发特性,并对麻疯树油中的3种主要组分液滴的蒸发特性进行了分析.结果表明:麻疯树油液滴的微爆是由于内部组分的热解导致的,并且随环境温度的升高,其微爆强度增大.麻疯树油液滴在环境温度为673 K时,液滴稳定蒸发,蒸发过程包括初始膨胀阶段、平衡蒸发阶段和残留物蒸发阶段;在环境温度为773~1073 K时,液滴发生微爆,包含初始膨胀阶段、平衡蒸发阶段、微爆蒸发阶段和残留物蒸发阶段;当环境温度高于873 K时,首次观测到“蒸气羽流”和“蒸气云”现象,液滴蒸发速率大幅提高.

关键词：麻疯树油液滴微爆蒸发机理

农用柴油机的DPF再生条件与排放性能智能多目标优化

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农业工程学报 2024年第15期40卷 34-43页

作者：王煜华王贵勇陈贵升李进龙何述超昆明理工大学云南省内燃机重点实验室昆明650500 云内动力集团昆明675699

为提升农用柴油机的DPF(diesel particulate filters)再生性能、排放和燃油经济性,该研究提出了基于增强循环训练的智能多目标优化方法。通过BP(backpropagation)神经网络构建了DPF再生条件预测模型,并提出AMSO(adaptive memory gull op... 详细信息

为提升农用柴油机的DPF(diesel particulate filters)再生性能、排放和燃油经济性,该研究提出了基于增强循环训练的智能多目标优化方法。通过BP(backpropagation)神经网络构建了DPF再生条件预测模型,并提出AMSO(adaptive memory gull optimization)算法提高预测精度。基于NSGA-Ⅲ(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅲ)对多个控制参数进行优化,并通过稳态和WHTC瞬态循环试验验证。结果表明:在稳态试验验证中,优化后DPF入口和出口温度平均增加了6.10%和2.90%,O_(2)浓度增加了18.86%,同时,NOx、烟度和BSFC(brakespecificfuel consumption)的平均降低分别为10.72%、11.48%和0.24%,确保了DPF的高效安全再生。在瞬态测试验证中,DOC(diesel oxidation catalyst)入口温度、DPF入口温度和O_(2)浓度明显改善,分别增加了31.00%、2.60%和0.50%,同时,NOx和烟度排放分别降低了10.40%和0.80%,燃油消耗减少了3.5%。证明了提出的优化方法解决了农用柴油机DPF再生与排放优化问题,为柴油机再生模式下控制参数优化提供指导。

关键词：柴油机排放神经网络多目标 DPF 再生条件

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基于RSM法的柴油机进气系统参数优化研究

重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第5期38卷 269-275页

作者：徐照明邓晰文何述超昆明理工大学云南省内燃机重点实验室昆明650500 昆明云内动力股份有限公司云南省内燃机高原排放重点实验室昆明650200

开展进气参数优化是改善柴油机“气油配合”状态,提高柴油机动力性、经济性和排放性的关键。以1台高压共轨柴油机为研究对象,结合已有实验数据搭建了柴油机GT-Power一维性能仿真模型,在最大扭矩工况点处,以进气压力、进气温度、进气门... 详细信息

开展进气参数优化是改善柴油机“气油配合”状态,提高柴油机动力性、经济性和排放性的关键。以1台高压共轨柴油机为研究对象,结合已有实验数据搭建了柴油机GT-Power一维性能仿真模型,在最大扭矩工况点处,以进气压力、进气温度、进气门开启角、排气门开启角为变量进行单变量扫值,研究了扭矩和有效燃油消耗率随进气系统参数变化的规律。基于RSM法构建了扭矩和有效燃油消耗率的二次回归模型,得出了影响扭矩和有效燃油消耗率权重排序,开展了平衡最大扭矩和最低有效燃油消耗率的多目标优化,并得到了优化标定参数。实验结果显示:进气压力、进气温度、进气门开启角、排气门开启角分别为2.27 bar、369 K、459°CA、255°CA时,参数组合使得扭矩提升到311.08 N·m,较原机提升了6.51%;有效燃油消耗率降低到204.11 g/(kW·h),较原机降低了6.25%;最大气缸压力为154 bar,涡轮前排气温度为883 K,未超限制要求。这表明RSM法用于柴油机进气系统参数协同优化是可行的,优化后达到了相应的目标要求。

关键词：柴油机 RSM法进气系统参数优化

浅谈柴油机WHSC冷热起动测试循环排放及后处理效果的变化

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内燃机与配件 2024年第3期 6-9页

作者：孟令楠李永君许文海王勇骆海宁肖俊解永全青海省高原科技发展有限公司青海西宁810006 西宁市高原机动车检测有限责任公司青海西宁810000 青海省内燃动力机械高原动力及排放重点实验室青海西宁810006

研究起动工况排放特性对于进一步减少气体污染物排放具有重要意义。本文基于2 206m高海拔发动机试验台架对配有DOC+DPF+SCR+ASC尾气净化装置(以下简称后处理)的某国六柴油机进行WHSC试验循环,分析了柴油机在冷热起动工况下的原始排放和... 详细信息

研究起动工况排放特性对于进一步减少气体污染物排放具有重要意义。本文基于2 206m高海拔发动机试验台架对配有DOC+DPF+SCR+ASC尾气净化装置(以下简称后处理)的某国六柴油机进行WHSC试验循环,分析了柴油机在冷热起动工况下的原始排放和尾气排放差异性及其原因,并对气体污染物在后处理中的转换效率进行计算。结果表明:无论原始排放或尾气排放,柴油机冷起动循环中CO和THC排放浓度均明显大于热起动循环,且排放规律相似;但冷起动循环中NOx原始排放浓度却小于热起动循环。柴油机尾气净化装置在热起动循环中,CO、THC和NOx排放浓度转换效率良好,基本处于90%以上,但后处理在冷起动循环中对于CO排放浓度的转换效率较差,仅有9.2%。

关键词：高海拔国六柴油机 WHSC循环冷热起动工况排放后处理

基于进气节流耦合后喷策略的柴油机排气热管理

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农业工程学报 2024年第2期40卷 196-207页

作者：黄粉莲朱玉万明定申立忠彭益源夏大双昆明理工大学云南省内燃机重点实验室昆明650500 昆明云内动力股份有限公司昆明650500

为研究柴油机颗粒物捕集器(diesel particulate filter,DPF)再生升温过程中排气热管理策略对柴油机氧化催化器(diesel oxidation catalyst,DOC)入口温度、发动机性能及污染物排放的影响,该研究分别选取低速低负荷、低速中负荷及中速低... 详细信息

为研究柴油机颗粒物捕集器(diesel particulate filter,DPF)再生升温过程中排气热管理策略对柴油机氧化催化器(diesel oxidation catalyst,DOC)入口温度、发动机性能及污染物排放的影响,该研究分别选取低速低负荷、低速中负荷及中速低负荷工况,通过试验研究进气节流和喷油控制参数对DOC入口温度、燃油经济性及排放性能的影响。试验结果表明:通过进气节流、推迟后喷正时和增大后喷油量能够有效提高DOC入口温度,主喷正时和喷油压力对DOC入口温度的影响较小。基于Box-Behnken试验设计与响应曲面法对低速低负荷工况下进气节流耦合后喷策略的排气热管理策略进行多目标优化,以进气量、后喷正时和后喷油量为因子,DOC入口温度、有效燃油消耗率(brake specific fuel consumption,BSFC)、氮氧化合物(nitrogen oxides,NOx)和烟度排放为优化目标。响应曲面分析结果表明:各因素对DOC入口温度的影响程度从大到小为进气量、后喷油量、后喷正时;对BSFC和NOx排放的影响程度从大到小为后喷油量、后喷正时、进气量;对烟度排放的影响程度从大到小为进气量、后喷油量、后喷正时。当后喷正时为上止点后30℃A、进气量为87 kg/h、后喷油量为6 mg时,DOC入口温度达到最高,此时BSFC为275.4 g/(kW·h),NOx及烟度排放分别为7.38 g/(kW·h)和1.85 mg/m^(3)。优化后最佳进气量、后喷正时和后喷油量分别为87 kg/h、29℃A和5.4 mg,与优化前相比,DOC入口温度提升43.9℃,BSFC增加31.8 g/(kW·h),NOx和烟度排放分别降低18%和29%。研究结果可为DOC入口温度优化控制提供参考。

关键词：柴油机优化氧化催化器排气热管理响应曲面法

临界温度下循环喷油量对柴油机冷起动和排放特性的影响

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农业工程学报 2024年第10期40卷 247-254页

作者：雷基林李道硕王东方杨朗建陈俊霖刘康宋国富孙亮陈丽琼昆明理工大学云南省内燃机重点实验室昆明650500 昆明云内动力股份有限公司昆明650200

为探明循环喷油量对小型农用柴油机冷起动特性和排放性能的影响规律,同时寻求其临界温度下的最佳循环喷油量,该研究以一款直列双缸高压共轨柴油发动机为研究对象,利用环境模拟舱整机试验平台,通过多次预试验测得海拔2000 m下,该机不开... 详细信息

为探明循环喷油量对小型农用柴油机冷起动特性和排放性能的影响规律,同时寻求其临界温度下的最佳循环喷油量,该研究以一款直列双缸高压共轨柴油发动机为研究对象,利用环境模拟舱整机试验平台,通过多次预试验测得海拔2000 m下,该机不开启预热装置能够成功起动的临界温度为-5℃。在此工况下,采用3次喷射方式,通过改变主喷油量研究循环喷油量对该机冷起动特性和排放性能的影响。结果表明:较大或较小的循环喷油量均会导致柴油机冷起动时间增加,甚至起动失败;随着循环喷油量增大,冷起动时间先减小后增加,循环喷油量为20 mg时冷起动时间最短,且HC、CO排放峰值均最低,分别为12984和3008 mg/L;增大或减少循环喷油量均会导致HC和CO排放峰值增加。循环喷油量较大时,CO排放峰值显著增加,并且峰值出现时刻提前。改变循环喷油量对NOx排放峰值有较大影响,循环喷油量为30 mg时NOx排放峰值最小,为368 mg/L。综合考虑,海拔高度2000 m,环境温度-5℃工况下该柴油机起动的最佳循环喷油量为20 mg。研究结果可为柴油机冷起动特性和排放优化提供支撑。

关键词：柴油机排放冷起动循环喷油量

基于某装载机高原环境下NOx排放的模拟研究

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内燃机与配件 2024年第13期 52-54页

作者：王小雷王勇翟军强冯磊江先锋王宁峰青海大学机械工程学院青海西宁810016 青海省高原科技发展有限公司青海西宁810016 青海省内燃机动力机械高原动力和排放重点实验室青海西宁810016 青海大学化工学院青海西宁810016

为了探讨工程机械在高原环境下的燃烧排放特性,本文以某装载机柴油发动机为原型,建立高原环境下的数值计算模型,研究该柴油机在高原环境下的燃烧排放特性。结果表明:NOx的产生与发动机缸内温度密切相关。且当发动机转速不变时,随着海拔... 详细信息

为了探讨工程机械在高原环境下的燃烧排放特性,本文以某装载机柴油发动机为原型,建立高原环境下的数值计算模型,研究该柴油机在高原环境下的燃烧排放特性。结果表明:NOx的产生与发动机缸内温度密切相关。且当发动机转速不变时,随着海拔的上升,发动机NOx的排放有着先上升后下降的趋势;当海拔不变时,发动机转速提高,其NOx的排放也逐渐增加。

关键词：装载机柴油机高原环境 NOx排放数值模拟

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数据不平衡情况下的柴油机故障诊断方法

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第8期57卷 810-820页

作者：毕凤荣郭明智毕晓阳汤代杰沈鹏飞黄盟先进内燃动力全国重点实验室(天津大学) 天津300072 河北工业大学机械工程学院天津300401

由于强调整体分类的准确率,机器学习方法在数据不平衡情况下的柴油机故障诊断效果不佳.因此,本文提出一种改进合成少数过采样技术(SMOTE)与机器学习技术相结合的故障诊断方法.首先对SMOTE算法进行改进,采用k近邻算法滤除多数类中的噪声... 详细信息

由于强调整体分类的准确率,机器学习方法在数据不平衡情况下的柴油机故障诊断效果不佳.因此,本文提出一种改进合成少数过采样技术(SMOTE)与机器学习技术相结合的故障诊断方法.首先对SMOTE算法进行改进,采用k近邻算法滤除多数类中的噪声样本,从而减少各种故障类别之间的重叠.同时,使用k-means算法确定少数类稀疏度和采样权重,减轻类内不平衡.然后,使用改进SMOTE算法平衡柴油机故障数据,并利用机器学习方法进行最终故障诊断.在二维数据集上的实验表明,改进SMOTE算法能有效减轻原始数据中存在的类重叠和类内不平衡问题.柴油机故障诊断实验表明,改进SMOTE算法生成的故障样本能更好地模拟原始故障样本,使用改进SMOTE算法能提高故障诊断方法的准确率.

关键词：数据不平衡故障诊断合成少数过采样技术柴油机振动信号