2023年12月26日发(作者：女士2座迷你车)
第36卷第4期2019年8月内燃机与动力装置INTERNALCOMBUSTIONENGINE&
POWERPLANTVol.
36
Na
4Aug.2019DOI
10.
19471/
1673-6397.2019.04.013中冷后进气温度对国六柴油机NO”排放的影响王军12，张磊\"，樊志枭张希杰耿磊王远景v!(1.内燃机可靠性国家重点实验室，山东
潍坊261061
；2.潍柴动力空气净化科技有限公司，山东
潍坊261061；3.潍柴动力股份有限公司发动机技术研究院，山东潍坊261061)摘要:为研究中冷后进气温度对国六柴油机NO”排放的影响，对中冷后进气温度与柴油机缸内燃烧温度和NO”
浓度关系进行理论模拟和台架试验研究。模拟结果表明，柴油机缸内最高燃烧温度和涡轮后排气温度都随着
中冷后进气温度的升高而升高;台架试验结果表明，提高中冷后进气温度有助于降低世界统一瞬态测试循环
(worlg
harmonized
transient
cycle,
WHTC)废气中NO”的体积分数;一级中冷系统和二级中冷系统对WHTC瞬态
循环中冷后气温的冷却效果对比表明,采用二级中冷系统能够较好地保证试验结果的一致性和有效性$
关键词:柴油机;选择性催化还原；N0”排放中图分类号:TK421.5
文献标志码:A
文章编号：1673-6397
(2019
)04-0070-05引用格式：王军，张磊，樊志枭，等.中冷后进气温度对国六柴油机NO”排放的影响[J].内燃机与动力装置，
2019,36(4)
%
Jun，ZHANG
Lei，FAN
Zhixiac，at
at.
Impact
of
intercooled
inlct
temperature
on
NO”
emission
of
diesel
engine[
J].皿?/^
Combustion
Engine
&
Powerplant，2019，36(4)
：70-74.0引言车用选择性催化还原(selective
catalytic
reduction,
SCR)技术是目前最成熟的重型柴油机尾气后处理
技术，可使柴油机满足严格的排放法规，同时具有较好的燃油经济性,已在国内外重型柴油机市场得到广
泛应用&T$增压中冷后进气温度对柴油机性能影响较大,中冷后进气温度过高,导致充气效率下降，影响柴油机
功率;中冷后气温过低，导致柴油机进气温度较低，影响柴油机燃烧温度及排气温度，从而影响SCR系统
的转化效率[4-5]
$1仿真及结果分析在GT-power环境中进行柴油机缸内最高燃烧温度和涡轮后排气温度热力学仿真，热力学模型如图1
所示,发动机基本参数如表1所示。表1柴油机主要技术规格额定功率/kW额定转速/(
a-min-1
)3200最大扭矩/(
N
m)最低空载稳定转速/(vmin\"1
)96380750收稿日期：2019-01-01基金项目：国家重点研发计划“智能农机装备”重点专项(2016YFD0700700)第一作者简介：王军(1983#)，男，山东潍坊人，工程师，主要研究方向为重型发动机后处理性能开发,E-mail：
wan/un01@
weichai.
com.
第4期王军,等：中冷后进气温度对国六柴油机NO”排放的影响71中冷擀出口C^2管I!-2排至门3-1排气|\'尊2排至门4-1排气币4-2[6
e<743缸排代道缸韻道EGR卩器出口目放气阀子模型叽督2EGR冷那辭入口涡轮机入口管EGR冷却器背压阀涡轮机涡轮机出口管
—HI —大气出口图1柴油机热力学
模型选定稳态工况点为功率81
kW、转速2300
r/min和功率75
kW、转速1800
r/min，模拟中冷后进气温
度分
30、35、40、45、50、55、60
k
柴油机缸内最高燃烧温度和涡轮后
,结果
2
$2可知，随着中冷后进气温度的升高,缸内最高燃烧
和涡轮后
均
升高。柴油机缸内最高燃烧
z
$的升高导致原机NO”排放升高,涡轮后
的升高有助于提高SCR后处理系统的入口565560
555
550?涡后温度十缸内最高燃烧温基60058o
56o
54o
52o
50O454O
353O
25520
--------1--------------1--------1----------------
148030
35
40
45
50
55
60中冷后温度/弋V）功率
81
kW、转速
2300
r/min520
I----------------1----------------1--------1--------1
154030
35
40
45
50
55
60中冷后温度/Tb）功率75
kW、转速
1800
r/min图2
不同工况下柴油机缸內最高燃烧温度和涡轮后排气温度模拟结果2
布置为更好地对
冷后进
$的差异对排放结果的
，
选择
和
相对较小的2.3
L机型进行排放
按照
[11]
工况和
件
进行世界 瞬态
循环（world
72内燃机与动力装置2019年8月第36卷harmonized
transient
cycle,
WHTC
)菊卡放
循环测试。台架
3
系统布置如$二级中冷系统，分别将标定工
况中冷后进
控
30、40、50C,固定中冷进水阀门
，控其他边界条件不变，多
进行WHTC循环,
前后NO”排放、涡轮
后
$图3台架测试系统分
冷一级中冷系统、中冷二级中冷系统，固定中冷器循
，观
阀门开度不变，进行一天中不同WHTC排放
境
化对WHTC中冷后
的
$3试验结果及分析3.1中冷后进气温度对WHTC排放的影响原机NO”排放
结果如表2
$表2排放结果对比表标准工况下中冷后进气温度/CWHTC原机。NO”排放/(/(
kW-h)
-1)WHTC尾刊严NO”刊电放/(/(kW?h)-)NH3泄漏平均体积分数c/%30405.886.026.140.350.200.140.000
120.000
160.000
1750■■原机指不加SCR；?尾排指加装SCR；c加装SCR后出现NH泄漏标定工况中冷后进气温度控制在30、40、50
C，对应的WHTC原机NO”排放结果分别为5.
88、6.
02、
6.
14/(kw-h)$随着中冷后进
的升高,NO”原机排放结果也有所升高。3.1.2
WHTC循环NO”尾排结果对比WHTC循
4
~7ONO”的体积分数、尿素喷射速率、排气温度、中冷后进气温度结果分别见图图4
WHTC瞬态循环NO”体积分数4可见,NO”排放主要出
达到最佳工
WHTC循环前700
s，该区域
较低，
较
且催化剂未，导致NO”体积分数较高。对比不同中冷后进
对应
结果，随着中冷进
第4期王军,等：中冷后进气温度对国六柴油机NO”排放的影响73度的升高，循
的
升高后，
增加，N0”体积分数随 $虽然中冷后进
能更快起喷，
的升高
原机NO”
一定
的升高，但
中冷后进
速率能够随原机NO”体积分数的变化而相应调整$升高，SCR喷射系
化剂能够更快进入高效窗口区域，从而能够提高SCR系统转化效率，
NO”排放结果。当中冷进
30
C时，N0”体积分数最高，这是因
件
冷后进
过低后导致
过低，使得在300
-400
s区域工况未达到
，从而导致该部分区域NO”排放较高。3.2两种
分
中冷后进
及排放结果级中冷系统、二级中冷系
天不
进行试验,验证两种中冷系统对WHTC瞬态放循
冷后
的
$固定中冷器进水阀门
固定
进行热态WHTC循环$两
系
30
，控
其他边界条件一致，
天
、中、晚3获得的各循
冷后
一中冷后气温-早8
$25
20
15时IW/
v）
—级
冷系统
时间/sb）二级中冷系统图8
中冷后气温变化由图8可见，
18.3、21.2、25.6
C$
级冷系统进行
，3
的中冷后平均进
差异较大，分
/境
较级
冷系
，中冷
内冷却液主
自冷
箱，
较低，
工作，冷
箱内
大，
于20
C，此
冷后进
升高，中冷后进
升高。较低;随
的上升和系统的持续二级中冷系统时，由第二级中冷系
冷冻液对一级中冷器中的冷却液进行冷却，能够较好的控，中冷后进
冷器中冷却液温度，当
冷器进水阀门开度固定时，前后几次WHTC循
$
化不$二级中冷系统能够较好
WHTC循环的排放一致性和正
的
4结论1）中冷后进气温度能够影响柴油机缸内最高燃烧温度和涡轮后排气温度，随着中冷后进气温度的升
74内燃机与动力装置2019年8月第36卷高,缸内最高燃烧温度和排气温度均上升。2)
随着中冷后进气温度的提高,WHTC循环的原机NO”排放升高；中冷后气温影响WHTC循环的排
气温度和尿素喷射量。中冷后进气温度过低,循环中部分工况低于尿素喷射温度下限,导致尿素不喷射,
NO”排放升高。3)
采用一级中冷系统时，中冷后进气温度受外界环境影响较大,难以保证连续WHTC循环试验中冷
后进气温度的一致性;建议采用二级中冷系统保证试验结果的一致性和有效性$参考文献：[1]
赵航，王务林.车用柴油机后处理技术\'M].北京：中国科学技术出版社，2010.[2]
郭刚，徐立峰，张少君.汽车尾气净化处理技术\'M].北京:机械工业出版社，2017.[3]
帅石金，唐韬，赵彦光，等.柴油车排放法规及后处理技术的现状与展望[J].汽车安全与节能学报,2012,
3
(3\":
200-217.[4]
刘丙善，呂林.进气相对湿度诱使车用柴油机氮氧化物报警问题研究[J].内燃机工程，2015,36(6)
：27-31.[5] 尤丽华，王金华，王萧，等.基于OBD框架的柴油机执行器故障诊断方法研究[J].内燃机工程，2014,35(6)
：
70-77 .[6]
李紫帝，谭建伟，葛蕴珊，等.进气中冷温度对柴油机NO”排放性能的影响[J].车辆与动力技术，2016(4)
：54-58.[7]
孙国华，杜骞，蒲雨新.循环评价城市中柴油车尾气排放性能的适应性研究[J].小型内燃机与摩托车，2013,
42
(5):
*9-13.[8]
赵国斌,盖永田，耿帅，等.WHSC/WHTC与ESC/STC测试循环的试验比较与研究[J].汽车工程学报,2015,
5(1)
：29-34.[9]
郭佳栋.重型车实际道路车载排放测试及排放特性研究[D].北京：北京理工大学,2015.[10]
刘传宝，颜伏伍，胡杰，等.柴油机SCR后处理系统控制策略[J].农业机械学报,2013,44(11)：6-11.[11]
生态环境部.重型柴油车i染物排放限值及测量方法(中国第六阶段):GB
17691—2018
[
S].北京：中国环境科学出
版社,
of
Intercooled
Inlet
Temperaturr
on
NO”
Emission
of
Diesd
EngineWANG
Jun1，2,
ZHANG
Let,
FAN
Zhfiao1，2,
ZHANG
Xff2,
GENG
Lei,
WANG
Yuanjing1，2(1. Stateke-y
Laborators
O
Engine
Reliability,
Weifang
261001
,
China
；2.
Weichai
Pooer
Emissioo
Solutions
Tec0nof>fy,
Weifang
261061
,
China
；3.
Centes
O
Research
and
DeeartTmnt,
WeicOai
Pooer
Co.,Lt..
Weifang
261061
,
China)Abstract:In
order
to
investigate
the
effects
of intercooled
inlet
temperature
on
NO”
emission
of
diesel
engine,
simulation
and
expeamental
test
are
caraed
out.
The
results
show
that
the
highest
combustion
temperature
and
the
average
temperature
of
the
turbine
outlet
increase
when
the
air
temperature
behind
the
intercooler
ases-
Comparing
the
cooling
effect
of
pamai/
cooling
system
and
secondai/
cooling
system
in
the
WHTC
/sting,
it
could
ba
found
that
using
the
secondai/
cooling
system
could
ensure
the
consistency
and
velidity
of
the
test-
KeywoJ\'dt
：
diag
engine
；
selective
catalytic
reduction
；
NO-
emission(责任编辑:刘丽君)
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