基于全流和部分流稀釋采樣系統(tǒng)測試柴油發(fā)動機(jī)排放的相關(guān)性分析.pdf

1、重型柴油發(fā)動機(jī)占發(fā)動機(jī)的總比例逐年增大，應(yīng)用范圍越來越廣泛。目前對于重型柴油發(fā)動機(jī)的排放測試主要是發(fā)動機(jī)的臺架測試方法，而根據(jù)其測試原理的不同可分為全流稀釋采樣系統(tǒng)和部分流稀釋采樣系統(tǒng)。
　　 本課題是根據(jù)GB17691-2005和ISO16183-2002的規(guī)定對兩套測試系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)動機(jī)的排放測試，并對排放結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性分析。通過分析兩種不同測量方法的測試原理，分析結(jié)果差異，對兩套設(shè)備的相關(guān)性做出評價(jià)。試驗(yàn)主要包括兩大部分，一是

2、發(fā)動機(jī)的工作參數(shù)對各排放物比排放的影響，包括中冷后溫度、排氣背壓、進(jìn)氣溫度和進(jìn)氣濕度。一是采樣系統(tǒng)參數(shù)對PM采樣的影響，部分流PM.采樣系統(tǒng)包括經(jīng)過濾紙的稀釋排氣流量Gtot、采樣比r、稀釋通道溫度、傳送管溫度和稀釋空氣溫度；全流系統(tǒng)包括CVS的流量QCVS、經(jīng)過濾紙的稀釋排氣質(zhì)量流量GTOT和二級稀釋空氣的質(zhì)量流量Gsec。研究分析了發(fā)動機(jī)工作參數(shù)和采樣系統(tǒng)參數(shù)對測試結(jié)果的影響。在結(jié)果分析過程中，采用基于偏最小二乘法(PLS)的數(shù)學(xué)理

3、論方法對各排放物進(jìn)行建模，對影響參數(shù)進(jìn)行量化的直觀分析，以試圖尋找一種研究不同測試系統(tǒng)相關(guān)差異性的簡便方法。
　　 試驗(yàn)研究及分析表明，隨著中冷后溫度的升高，NOx的排放一直增大，PM比排放先降低后增大；而CO和HC的比排放隨著中冷溫度的升高一直降低。隨著背壓的增大，除了HC外，各排放物的比排放呈增大趨勢。隨著進(jìn)氣溫度的升高，CO和HC的比排放降低，而NOx和PM得比排放呈增大的趨勢。隨著進(jìn)氣濕度的增大，CO、HC和PM的值增大

4、，NOx的比排放降低。
　　 對部分流PM采樣系統(tǒng)的各參數(shù)研究表明，除了經(jīng)過濾紙的稀釋排氣流量Gtot和采樣比r外，其余各參數(shù)對PM的影響很小，比排放結(jié)果幾乎沒有什么變化。其中，Gtot增加會導(dǎo)致PM的比排放增大，而r增大會導(dǎo)致PM的比排放減小。本課題研究的全流系統(tǒng)的各參數(shù)值增大，PM的比排放都有增加的趨勢。
　　 通過PLS的數(shù)學(xué)理論及方法對各排放物的比排放進(jìn)行了建模，建立了以比排放值為因變量，以各研究參數(shù)為自變量的函

5、數(shù)關(guān)系式。通過分析回歸系數(shù)與先前的試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合實(shí)際比排放值和模擬比排放值的相對偏差認(rèn)為模型的建立是成功的。隨后，對全流和部分流的PM模型進(jìn)行了比對分析研究，認(rèn)為在發(fā)動機(jī)工作參數(shù)設(shè)定一致的情況下，理論上可以滿足法規(guī)中規(guī)定的同一發(fā)動機(jī)同一臺架同時(shí)使用不同測試系統(tǒng)測試偏差在5％以下的要求。但是隨后對氣體比排放值的模擬發(fā)現(xiàn)，除了NOx的相對偏差在10％左右外，CO和HC的模擬值與實(shí)際值的偏差最大在30％左右，認(rèn)為是由于多種誤差造成的，并建議通