摘 要

论文基于目前形势严峻的环保问题，将我国与世界各地区的排放法规进行对比，分析了我国现行排放法规的要求，以及未来阶段所要实施的国VI排放法规。下一阶段要实施的国VI标准相对国V的大幅升级给我国车用柴油机的发展带来了挑战，但它同时也促进了柴油机排放控制技术的发展。

论文在介绍柴油机机内净化技术和排气后处理等等各种排放控制技术路线的基础上，利用GT-POWER这一模拟计算软件，通过改变EGR率着重分析了EGR技术对柴油性能方面的影响，采用EGR技术能有效改善NO_x的排放，但过高EGR率也会恶化柴油机的燃油经济性。同时针对增压系统和燃油喷射系统一些方面的技术要求进行了模拟计算。通过改变目标压力来改变增压比分析增压系统对柴油机的影响，虽然增压比的提高能改善柴油机动力性，但同时却恶化其排放与经济性。通过改变喷孔直径和喷孔数以及喷油提前角分析燃油喷射系统对于柴油机性能的影响，虽然喷孔直径的减小对柴油机的动力、经济性有益，但同时又会使排放恶化。推迟喷油提前角虽能改善排放，但燃烧的压力升高率和热转换效率却明显下降，恶化柴油机的动力经济性。

关键词：国VI排放法规；排放控制技术；EGR；模拟计算

Abstract

Based on the current environmental problems, this paper compares our country 's emission regulations with the world' s various regions, analyzes the requirements of China 's current emission regulations, and the regulations on the VI emission regulations to be implemented in the future stage. The next phase of the implementation of the national VI standard relative to the V of a substantial upgrade to the development of China's diesel engine has brought challenges, but it also contributed to the development of diesel engine emission control technology.

Based on the simulation technology of Diesel Engine, such as purification technology and exhaust gas treatment, the EGR technology is used to analyze the effect of EGR on the performance of diesel oil by changing the EGR rate by using the simulation software of GT-POWER. , The use of EGR technology can effectively improve the NOx emissions, but too high EGR rate will also worsen the diesel fuel economy. At the same time for the pressurization system and fuel injection system in some aspects of the technical requirements of the simulation. By changing the target pressure to change the supercharger ratio analysis of the impact of the pressurized system on the diesel engine, although the boost ratio can improve the diesel engine power, but at the same time deteriorate its emissions and economy. The influence of the fuel injection system on the performance of the diesel engine is analyzed by changing the diameter of the nozzle hole and the number of injection holes and the fuel injection advance angle. Although the reduction of the nozzle diameter is beneficial to the power and economy of the diesel engine, the discharge can be deteriorated at the same time. Although the fuel injection advance angle can improve the emission, but the burning pressure rise rate and heat conversion efficiency is significantly reduced, worsening the diesel engine power and economy.

Key Words：National VI emission regulations; Emission control technology;

EGR;Simulation calculation

目 录

第1章 绪论 1

第2章 排放法规对比 2

2.1 概述 2

2.2 国V、国VI柴油机相关排放污染物限值变化 3

2.3 国VI、欧VI、EPA10法规对比分析 5

2.4 本章小结 6

第3章 重型车用柴油机排放控制技术路线 7

3.1 排放控制技术路线简介 7

3.1.1 柴油机主要机内净化技术 7

3.1.2 柴油机排气后处理技术 9

3.2 各排放控制系统的选型匹配 11

3.3 满足各国排放法规的排放控制技术路线对比 12

3.4 本章小结 12

第4章 柴油机性能的计算模拟 13

4.1 GT-POWER软件介绍 13

4.2 模拟计算 13

4.2.1 缸内热力过程计算 13

4.2.2 气缸工作容积 15

4.2.3 缸壁传热 15

4.2.4 燃烧放热率 16

4.2.5 进、排气流量计算 18

4.3 发动机模型 18

4.4 参数设置 20

4.4.1 EGR系统 20

4.4.2 增压系统 21

4.4.3 燃油喷射系统 21

4.5 本章小结 22

第5章 仿真结果分析 23

5.1 EGR的影响 23

5.2 增压系统的影响 24

5.3 燃油喷射系统的影响 26

5.4 本章小结 29

第6章 全文总结与展望 30

6.1 全文总结 30

6.2 工作展望 31

参考文献 32

致谢 34

第1章 绪论

现如今，全球汽车的销售量随着世界经济的飞速发展持续高速攀升，但与之而来的环保问题也不容轻视。环保是人类发展永恒的主题，从1943年洛杉矶市的光化学烟雾开始，到近年来为社会热议的PM2.5，汽车排放对人类和环境的危害开始逐渐被重视^[1]。而柴油机因其具有热效率高、低速转矩大、功率范围广以及较低的二氧化碳排放的优势，在交通运输和工程机械等领域得到广泛应用，成为重型车用发动机的主流，货车几乎全都采用柴油机，在公交车和客车中柴油机也占据较大比例^[2]。

在欧美等发达国家，车用动力柴油化也被汽车发动机公司大力推广，特别是在美国，重型卡车几乎已经实现了全部柴油化。而在乘用车方面，目前在欧洲街头有超过60%的车为柴油车型，若将范围缩小到SUV车型，柴油车的比例更是会超过80%。但是在我国，情况却与欧洲恰恰相反，而且汽油车数量所占比例几乎达90%以上。