基于发动机在环的重型柴油车实际道路细小颗粒物排放特性研究

doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2022.01.008

摘要/Abstract

摘要：

本文中选取了一台7.8 L的重型柴油机，在发动机台架上运行WHSC（世界统一稳态循环）、冷热态WHTC（世界统一瞬态循环），并通过发动机在环的方法在发动机台架上运行重型柴油车实际道路（PEMS）循环，采用能够同时测量PN10（10 nm以上颗粒物数量）和PN23（23 nm以上颗粒物数量）的颗粒计数器等设备测量了细小颗粒物排放。结果表明：PN10和PN23的PEMS工况瞬态排放的变化规律基本一致。PN10的比排放比PN23的比排放高。重型车PEMS中高速高负荷区间PN排放增加很快，且此时排放的颗粒物粒径较大，PN10和PN23的差异不明显。在中速区间，PN10的排放显著高于PN23。WHTC和基于EIL的PEMS两种测试工况的发动机运行工况点差异很大。基于EIL的开发方式能够在发动机台架上进行整车PEMS颗粒物排放的评估。

关键词: 重型柴油车, 实际道路, 发动机在环, 细颗粒物, 颗粒物数量, 排放

Abstract:

In this paper， a 7.8 L heavy-duty diesel engine is selected to run WHSC （world harmonized steady-state cycle）， hot and cold WHTC （world harmonized transient-state cycle）， as well as real driving emission test （PEMS） based on engine-in-the-loop （EIL） methodology on the engine test bench. The fine particle emissions are measured by using a particle counter which can simultaneously measure PN10 （number of particles above 10 nm） and PN23 （number of particles above 23 nm） . The results show that the transient emission of PN10 and PN23 have basically the same trends under different cycles. The specific emission of PN10 is higher than that of PN23. The PN emission of heavy-duty vehicle in the middle and high-speed and high-load range of PEMS test increases rapidly with a larger particle size， resulting in an minor difference between PN10 and PN23.In the mid-speed range， PN10 emissions are significantly higher than PN23. The engine operating points of the two test conditions of WHTC and EIL-based PEMS are quite different. The EIL-based methodology enables the assessment of PN emissions for heavy-duty vehicle PEMS test on the engine test bench.

Key words: heavy duty diesel vehicle, PEMS, engine-in-the-loop, fine particle, particle number, emission

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电力测功机	AVL INDY P44
测功机操作系统	AVL PUMA 1.5.3
发动机进气系统	AVL ACS2400FH
气体分析仪	AVL AMA i60
1#颗粒计数器	AVL 489
2#颗粒计数器	AVL APC^plusADVANCED with AVL CPC option for sub-23nm
油耗仪	AVL 753C/735S
颗粒物采样设备	AVL SPC 472
称重天平	CPA2P-F
称重箱	RXCH-500
整车驾驶员模型	AVL VSM^TM
实时系统	Testbed CONNECT? （RT）

发动机排量/L	7.8
缸径×冲程/mm	115×125
压缩比	17.5
额定功率/kW	228（2 400 r·min^-1）
最大转矩/（N·m）	1 130 （1 400 r·min^-1）
怠速转速/（r·min^-1）	525
车辆类型	重型货车
排放水平	国六
整备质量/kg	11 800
驱动型式及位置	8×4，第3轴、第4轴
轮胎规格及气压	295/80 R22.5 16PR，830 kPa
最大设计总质量/kg	31 000
变速器	9挡手动
主减速比	4.555

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