第5期（总第238期） 2018年10月
车用发动机 VEHICLEENGINE
No 5(Serial No 238)
Oct2018
重型增压大然气发动机国五排放优化的试验研究
杨晓力”，张志雷
(1湖南长丰动力有限责任公司，湖南长沙410100;2Woodward控制器（苏州)有限公司，江苏苏州215300）摘要：利用Toolkit45标定软件和电力测功机台架，采用ECM-0H6多点电控喷射系统，开展了降低重型增
压中冷天然气发动机尾气中的NO，比排放值的试验研究。借助Horiba7200系列排放测试设备，严格控制边界条件，分析得出降低NO，的优化策略与主要标定变量。试验结采表明：接照点火提前角、增压器WGCV开度、点火能量和精确空燃比控制的优化顺序能够快速降低NO，比排放，优化策略合理有效，具有较高的工程应用价值；标定变量优化的过程应该兼顾污染物浓度和排温的变化趋势，最终确定标定变量的优化范国。
关键词：排放；标定；控制策略；天然气发动机 DOI: 10 3969/j issn 1001-2222 2018 05 009 中图分类号：TK431
文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2018)05-0049-05
随着环境污染和能源危机的加剧，控制和解决大中城市机动车排放污染1-2已经是一个常抓不懈的课题，同时市推动了车用动力朝着超低排放的目标发展。天然气汽车动力以其排放清洁、经济适用性价比突出3等特点，在全世界范围内已得到广泛应用。
采用电控喷射与空燃比闭环控制的发动机控制系统大量应用于城市公交车、卡车、工程车辆用动力等领域，已经成为解决环境污染与能源供给紧张问题的有效手段。随着车用动力相关排放标准的升级，大量的道路用国四发动机需要升级到国五、国六排放标准。众多发动机制造商在尾气（NO，，THC， CO)处理时多采用SCR与催化转化器相结合的技术路线，采用该技术手段会增加产品成本，尤其是 SCR系统占用了一大部分整机成本，降低了产品性价比。
国五排放进展 1
目前，针对天然气发动机升级国五排放的主要
技术方案是稀薄燃烧十SCR十氧化型后处理(DOC）十电控闭环控制系统。采用这种技术方案能够使发动机达到国五甚至国六的排放标准，动力性良好，发动机排温不会太高，缺点在于SCR控制系统复杂，造价较高，需要定期维护。从产品应用的角度来考虑，发动机厂商希望降低后处理的成本来提高自身的优势与性价比。省去SCR系统能够大大降低
收稿日期：2018-01-18；修回日期：2018-08-21
后处理部分的费用，但这无疑给工程师提出了新的挑战：有效地控制缸内燃烧产物中的NO排放物浓度，省去SCR系统带来的成本与缺点。
此外，车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法（中国Ⅲ、IV、V 阶段)规定道路用气体发动机达到国五排放要求需要通过ETC（Europeantransientcycle，瞬态循环）试验，但实际调研时发现ETC试验车型式核准试验工况存在缺陷·由于城市公交车（或城市车辆的低温、低速工况不具备代表性，使得企业开发机型时基本没有考虑低速、低负荷的城市工况，后处理SCR 系统工作温度低亏引起NO，转化效率低下，导致城市车辆实际运行时的NO：排放超标。所以，增加了针对城市道路车辆用低温低速工况的WHTC（WorldHarmonizedTransientCycle，全球统一瞬态循环)试验循环"（见图1），并规定了型式认证试验中各排放物的限值（见表1）。
对于采用稀薄燃烧与空燃比闭环控制系统的天然气发动机，空燃比与各排放物之间的关系（见图2)。
表1国V排放认证试验的污染物限值
试验循环 ETC试验 WHTC试验
NO, 20 28
排放物限值/g·（kW·h）-1
00 40 40
作者简介：杨晓力（1986—），男，工程师，主要研究方向为动力机械电喷优化与排放;yangxiaoli_163@163com
THC 055 055
NMHC TT