第5期（总第226期） 2016年10月
车用发动机 VEHICLEENGINE
No 5 (Serial No 226)
Oct2016
机外净化技术对（GD发动机额粒排放的影响
王亚，李君，刘字，尹乾熙
（吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室，吉林长春130025）
摘要：通过缸内直喷汽油机颗粒测量试验研究了急速工况、最大扭矩工况及常用工况下三效催化器(TWC）
和汽油机用颗粒捕集器(GPF)对发动机尾气中颗粒数量浓度及质量浓度的处理效率。结果表明：在低转速小负荷工况，三效催化器与颗粒捕集器对颗粒具有较高的处理效率：随着转速与负荷的增加，两者的处理效率均下降，三效催化器对题粒处理能力明显降低，而颗预粒捕集器整体保持较高的捕集效率：当二者联合工作时，在常用行驶工况下对颗粒的捕集效率达到80%以上。在高转速大负荷工况，由于尾气空速增加，颗粒捕集器捕集效率下降导致整个后处理系统对颗粒的处理效率降低
关键词：缸内直喷汽油机；颗粒；排放控制；催化转化器；颗粒捕集器 DOI:10 3969/jissn 1001-2222 2016 05 011
中图分类号：TK4115：
文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2016)05-0057-04
汽油缸内直喷技术是汽油机发展史上重要的里程碑，由于燃油直接在气缸内雾化蒸发，提高了发动充气效率目避免广进气广油膜湿壁回题，提高了喷油系统控制精度和发动机瞬态响应特性-2]。然而燃油直喷技术导致混合气混合时间缩短，出现局部混合气过浓的现象，因此缸内直喷汽油机（GDI）的颗粒物质量和数量显著高于传统汽油机和带颗粒捕集器(DPF)的柴油机。同时考虑颗粒对人体的危害以及对大气环境的破坏,进一步降低GDI发动机颗粒排放迫在眉睫3-4]。
颗粒捕集器是目前公认的能够有效消除颗粒的后处理装置，利用捕集器载体多孔介质的特性对颗粒进行物理捕集，使颗粒在载体内逐渐积累，以达到消除颗粒的目的6-。现阶段在柴油机颗粒捕集器（DPF)基础上衍生出汽油机颗粒捕集器（GPF），乘用车在现有三效催化器（TWC)的基础上，增加 GPF组合而成的复式机外净化后处理技术成为业内研究的重点和热点。本研究主要探讨不同工况下 TWC十GPF复合式机外净化技术对颗粒排放的影响规律，为GDI汽油机尾气后处理技术费定理论和试验基础。
1试验设备及方案
试验发动机选择现阶段国内技术较成数的收稿日期：2016-02-26，修回日期：2016-07-23
基金项目：国家国际科技合作专项项目（2014DFA91200）
4G76-14L增压GDI汽油机,其结构参数见表1。该发动机使用的后处理器为两段式三效催化器，使用的GPF为不含涂覆的GPF白载体，后处理系统结构参数见表2。
颗粒测量设备主要有EEPS3090粒径分析仪和MEXA7100废气分析仪。由于GDI汽油机相对于传统柴油机颗粒排放粒径小、质量轻"]，为适应 EEPS密度量程范围，本试验自行设计稀释系统对排气进行适当的稀释和冷却9（见图1）。该系统包括稀释通道、流量控制阀、空气泵、电加热管（避免稀释通道内的尾气由于温度过低造成凝结）。试验表明，如采用过小的稀释比，稀释后的颗粒浓度仍然较大，超过粒径分析仪的测量范围；如采用较大的稀释比，稀释后的颗粒浓度过小，造成测量误差较大。因此通过调节流量控制阀，控制稀释比为100左右，得到了较好的测量精度，试验重复性误差低于5%。
试验工况选择包含意速工况、最大扭矩工况(250N·m,2000r/inm)在内的发动机常用工况。颗粒采集点a，b，c三处（见图1)分别代表发动机原始颗粒排放、经TWC处理和经GPF处理后的颗粒排放。TWC及GPF对尾气中颗粒的数量及质量处
理效率分别可按以下公式计算：-Tae = m=m
，-wc=nan ma
na
作者简介：王亚（1990—），男，硕士，研究方向为发动机污染物排放控制；1731315998@qcom，