汽油机排放仿真研究结题报告

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汽油机排放仿真技术预研结题报告项目名称:依托单位:承接单位:汽油机排放仿真技术预研同济大学同济大钢课题负责人: 起止时间: 目 录一、 项目研究目标及主要内容 -1-1?课题背景及意义 -1-2. 研究目标及内容 -2-3 ?研究技术路线 -3-二、 汽油机排放仿真现状研究 -1-1. 发动机排放仿真技术 -1-1」仿真技术的特点 -1-1.2 排放仿真技术分类 121发动机燃烧模型仿真 -2-1.2.2离线驾驶循环仿真 -3-1.2.3发动机工况■循环联合仿真 -6-1.3发动机模拟仿真软件 -7-1.3.1发动机工况模型仿真软件 -7-1.3.2离线驾驶循环的仿真软件 -8-2燃烧模型排放仿真研究现状 -10-2」燃烧模型仿真的实现 -10-2.2燃烧、喷雾及污染模型的研究现状 -11-2.3燃烧模型的应用研究 -13-2.3.1喷油控制策略的研究 -13-2.3.2燃料、参数对油耗及排放的影响研究 ?15?2.3.3排放控制技术对排放的影响研究 ?16?2.4燃烧模型应用的实现形式 -18 -2.3燃烧模型仿真的发展趋势 -18 -3 ?离线驾驶循环排放仿真研究现状 -19-3」离线驾驶循环仿真的实现 -19-3.2离线驾驶循环的仿真研究现状 -21-3.2.1测试循环对排放的影响研究 -21-3.2.2测试循环的影响因素及排放预测研究 -22 -4?小结 -24 -三、汽油机节能减排技术应用调研 -25-1. 二次空气技术 -25-1」二次空气技术意义 -25-1.2二次空气技术的研究与应用 -25 -2. GPF技术的研究与应用 -27 -2」不同工况下GPF对颗粒物捕集效率的影响 -27-2.2 GPF布局、结构、材料对颗粒物排放的影响 -28-3. EGR技术的研究与应用 -29 -3」通用汽车EGR应用 -30-3.2日产汽车EGR应用 -31-3.3长城汽车EGR应用 -32-3.4法国石油研究院EGR应用 -33-3.5日立公司EGR应用 -34-3.6 AVL公司EGR应用 ?34?3.7 EGR应用小结 -35-4. VVT技术的研究与应用 -36 -4」宝马公司VVT技术应用 -36-4.2日产公司VVT技术应用 -37-4.3丰田公司VVT技术应用 -38-4.4德尔福公司VVT技术应用 -39-4.5本田公司VVT技术应用 -40-4.6福特公司VVT技术应用 -41-4.7菲亚特公司VVT技术应用 -42-4.8西门子/现代公司VVT技术应用 -43-4.9 FEV公司VVT技术应用 -43-4.10 VVT技术应用小结 -44?5. 汽油机增压技术的应用 -44-5」大众汽车公司的发动机增压技术应用 -45-5.2奥迪汽车公司的发动机增压技术应用 -50-5.3奔驰汽车公司的发动机增压技术应用 -51-5.4福特汽车公司的发动机增压技术应用 -53-6. 其他技术的研究与应用 -55-6.1马自达创驰蓝天 -55-6.2德尔福燃油喷射技术 -55-7. 国内外企业减排技术应用现状及趋势评价总结 -56-8. 排放控制技术对工况影响的研究 -57-9. 小结 -59 -四、汽油机驾驶循环排放仿真模型建立 -61-1?模型目的 -61-2. 模型方案总体设计 -61-2」技术路线 -61-2.2需求解读 -62 -2.3设备和应用软件 -63 -3. 基于万有特性数据的排放预测 -63 -3」车辆信息、循环以及万有特性数据的输入 -63-3.2测试循环到发动机工况的转化 -64?321单点法 -65-3.2.2滑行曲线法 -65-3.3Simulink 算模块 -65 -3.4数据库 -65-3.4.1发动机、车辆数据库 -65-3.4.2催化器数据库 -65-3.5发动机工况到排放数据的映射 -65-3.6发动机工况的修正 -66-3.7排放数据的修正 -66 -3.8结果的输出 -66-3.8.1发动机工况输出 -66-3.8.2循环污染物瞬态排放输出 -66 -4?无万有特性数据的排放预测 -66?4.1车辆参数、数据的输入 -66 -4.2数据库筛选 -67-4.3循环污染物瞬态排放的输出 -67 -5模型的其他辅助功能 -67-6.小^? - 67 -五、 离线驾驶循环仿真模型的验证 -68-1?模型验证方案 -68-1.1模型验证定义 -68-1?2模型验证目的 -68-1.3模型验证标准 -68 -131建模者以外的人运行模型 -68-1.3.2输入不同参数类型车辆,输出结果 -68-1.3.3性能扌旨示 -68 -2. 模型具体验证过程 -69-2」模型GUI界面 -69 -2.2模型计算流程 -70-2.3整车信息数据库 -71-2.4仿真结果的验证 -72-2.4.1NEDC循环仿真结果与试验结果的对比 -72-2.4.2不同数据映射方法仿真的对比 -82 -2.4.3不同测试循环结果的对比 -84-2.4.4不同技术减排效果的方向性研究 -87 -3. 小结 -89 -六、 总结与建议 -90-6」工作总结 -90-6.2可行的解决方案 -92 -参考文献 -93-卩付录 1 Simulink 1十算模块 ?99?附录2数据库 -111-附录3■模型建立指导书 -116 -附录4■模型应用指导书 -217 -一、项目研究目标及主要内容1 ?课题背景及意义汽车保有量的高速增长带来能源需求与环境;さ乃鼐薮笱沽,汽车颗粒物排放逐渐成 为大城市的总悬浮颗粒物的主要来源之一。有研究表明,汽油车的颗粒物大多集中在粒径较小 的核模态颗粒范围,虽然其颗粒物质量排放比柴油车要少一个数量级,但其总颗粒数量排放并 不能忽视。上、北京等一些大城市出现长吋间持续灰霾现象,引起国内外广泛关注,实现汽 车交通行业的减排是当前社会各界高度关注和亟待解决的重大环境问题。20世纪60年代起,世界各国相继制定和颁布了各自的排放法规来限制汽车的有害污染物 排放,并不断加严。以欧盟为例,从欧洲I号到欧洲III号标准,污染物排放水平降低了 90%, 2008年10月起,欧洲执行欧V排放标准,2014年9月全面实施欧VI排放标准。与欧V排放 标准相比,欧VI标准的推行使车辆NOx排放减少80%, PM排放减少60%,达到近乎“零排放〃。 欧VI轻型车污染物排放标
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