柴油机的发明和广泛应用为人类的文明与经济发展做出了重要贡献,但随之带来的环境污染却无法忽视。H2和O2构成的布朗气具备优良的清洁作用,能够同时有效改善柴油机的燃烧和排放性能,是抑制在用柴油机碳烟颗粒物较为理想的添加燃料。为了研究布朗气用于在用柴油机排放治理过程中的适宜掺混量和具体的影响效果,在本文中进行了仿真计算,开发出一种柴油掺烧布朗气双燃料的化学反应动力学机理,据此采用数值模拟的方式定量分析了不同工况下布朗气的添加对柴油机燃烧及排放的影响,为安装于在用柴油机的布朗气发生器开发时气体生成量的确定提供了理论依据和定量参考。另外,论文针对在用国四及以上柴油车仅通过年检和路检的手段难以遏制不添加车用尿素或无视后处理系统故障等人为原因引发的NOx排放超标现象,初步构建了基于OBD的NOx排放在线监测系统,在实现与环保部门联网后,能够为排放法规的进一步落实和大气环境的保护提供有力的帮助。本文的具体研究内容及主要结论如下:1.使用解耦法构建了柴油掺烧布朗气双燃料的氧化机理,布朗气的部分选择NUI氢气氧化的详细机理,柴油则通过正庚烷表征,反应机理采用ERC正庚烷骨架,最终得到了共包含有32种组分和88步反应的柴油添加布朗气的化学动力学机理并对该机理的准确性进行了验证。2.根据上述机理建立了柴油机的三维工作过程模型并研究了在两种不同工况下布朗气的添加量对柴油机的影响,结果表明在额定工况下添加2 L/min的布朗气对发动机的排放有着最佳的综合优化效果,此时CO和碳烟的排放量达到最低,相对原始排放数据分别降低了8.0%和8.1%;而添加5 L/min的布朗气后发动机的总体排放在外特性最大扭矩工况得到了最大程度的改善,THC、CO和碳烟分别减少了21.9%,20.5%以及17.1%。根据数值模拟的计算结果并考虑到车载电解水布朗发生器所消耗的电能不宜过高,选择用于在用柴油机排放治理的布朗气添加量为2 L/min。3.初步开发了一种基于OBD的在用柴油机NOx排放的在线监测系统,该系统以数据为中心构建了包含数据采集、传输以及平台输出的三层架构,对于涉及SCR设备工作异常引发排气NOx超标的有关车辆将会予以提示和记录,据此实现了在用柴油机NOx排放的在线监测。