柴油-生物柴油-乙醇混合燃料发动机的醛类化合物排放特性研究

在一台单缸柴油机上进行燃用BE-D与柴油后的醛类排放物试验对比,采用衍生法捕集发动机排气中的醛类污染物,应用液相色谱分析醛类成分与浓度。结果表明,排气中总醛类化合物的排放率随发动机负荷增加而减少;甲醛和乙醛是排放的醛类中占有率最大的两种醛,大部分工况下占有率达80%左右;C4以上的醛占有率很低。随发动机负荷增加,甲醛占有率增加,乙醛占有率减少;大多数工况下甲醛占有率比乙醛高。BE-D的总醛类化合物的排放率在1200r/min和1800r/min下较柴油低,1500r/min下较柴油高。BE-D的丙醛排放比柴油高,丙烯醛排放却比柴油低;丁醛排放在高负荷下BE-D比柴油高,低负荷下则比柴油低。提出了醛类化合物毒性当量的计算方法,并进行了计算,发现BE-D的醛类化合物毒性当量明显比柴油低,最低达40%。     

发动机燃用纯GTL柴油与纯生物柴油的性能及排放特性

研究发动机燃用纯柴油、纯天然气制油(GTL柴油)和纯生物柴油的经济性、动力性,HC、CO、NO_x、颗粒等污染物的排放特性。结果表明:与纯生物柴油相比,该发动机燃用纯GTL柴油的外特性油耗明显较低,动力性能明显较好。低负荷工况下,其燃用纯GTL柴油的HC和CO排放均低于纯生物柴油,中等负荷工况时二者接近,高负荷工况则完全相反;在中高负荷工况下,纯GTL柴油的NO_x排放低于纯生物柴油。纯GTL柴油的排气颗粒总数量低于纯生物柴油。综合柴油机的动力性、经济性、排放特性,纯GTL柴油优于纯生物柴油。     

非道路车用柴油机排放颗粒粒径分布特性研究

通过非道路车用柴油机台架试验,利用静电低压撞击器(ELPI)对其排气颗粒粒径分析后发现:非道路车用柴油机排气颗粒物主要集中在粒径为0.05～1μm的累积模式;高负荷、中高转速下颗粒浓度最大,低负荷低转速时粒径尺寸最小;一定转速下,较低负荷时颗粒浓度及粒径都比较小,随着负荷的增加粒径增大.对于非道路车用柴油机,控制微小颗粒生成是控制颗粒物排放的主要研究方向.     

低硫柴油与DGM混合物对柴油机排放影响研究?

在四缸直喷柴油机转速为1 800 r究。采用低硫柴油作为主燃料、DGM作为添加燃料,分别配置了6种柴油?DGM混合物,对应的氧质量分数分别为2%,4%,6%,8%,10%和20%,对应DGM的体积分数分别为5.0%,10.1%,15.2%,20.4%,25.7%和53.0%。研究结果表明,在2种/NO、颗粒物(PM)质量浓度及排气温度均呈降低趋势,NO2排放在低负荷时降低但在高负荷时增加。同时,比油耗和排气中的氧气含量逐步增加,而发动机热效率没有明显变化。与低转速相比,高转/NO     

生物柴油掺烧比对柴油机颗粒物排放影响的试验研究

在四缸柴油机1 800 r/min的5个工况下开展了针对颗粒物排放的研究,燃油采用超低硫柴油、生物柴油和二者的混合物。4种混合燃料中分别含有生物柴油的体积分数是19. 6%,39. 4%,59. 4%和79. 6%,对应的氧质量分数分别是2%,4%,6%和8%。研究结果显示,随着负荷的增加,烟度、颗粒物质量浓度、几何平均直径及颗粒物数量均增加;随着燃料中氧质量分数的增加,烟度和颗粒物质量浓度减小、几何平均直径变小,但颗粒物数量明显增加。     

掺混PODE对DOC+CDPF氧化及再生特性的影响

在高压共轨柴油机上研究了使用掺混20%聚甲氧基二甲醚的柴油(D80P20)对搭载柴油氧化型催化器(DOC)和催化型颗粒捕集器(CDPF)的后处理装置(DOC+CDPF)的影响,包括小负荷时的低温氧化特性和大负荷时的颗粒物加载和再生特性.研究表明:小负荷工况下在1400~2000 r/min内,DOC和DOC+CDPF对柴油排放的CO转化效率平均分别高达70%和90%,而对D80P20排放的CO转化效率则仅近19%和36%,燃用柴油时DOC和CDPF后端的排气升温现象较为明显,低温氧化特性优于D80P20;在大负荷低速工况下,燃用D80P20时,DOC前/后两端排气氧质量分数以及NO2排放均明显高于柴油,但CO原始排放和不透光烟度显著低于柴油.因而DOC+CDPF对D80P20的CO、PM氧化放热量较低,DOC后端温升明显低于柴油.此外,大负荷下DOC+CDPF对D80P20排放的CO净化效率和PM氧化再生效率高达近100%,DOC+CDPF前/后端压差峰值仅是柴油的1/3,其可显著降低CDPF的堵塞风险,减少主动再生频率.     

低灰PAO润滑油改善柴油机颗粒排放的试验研究

在一台四缸涡轮增压柴油机上分别使用四种专门配置的润滑油,利用DMS500快速响应颗粒分析仪,对比测试了基础油类型以及润滑油灰分含量对柴油机颗粒数量浓度和质量浓度的影响;并重点分析了低灰PAO润滑油对柴油机颗粒排放的改善作用。结果表明:常规Ⅳ类PAO润滑油的颗粒排放低于常规Ⅱ类CI-4润滑油;中、高负荷时降低效果尤为明显。上述两类润滑油经相应低灰分配方处理后形成的低灰润滑油能够降低柴油机颗粒排放总量;相较于其他三种润滑油,低灰PAO润滑油的颗粒排放总数量浓度更低,小负荷下降低颗粒排放质量浓度效果明显,大负荷下比常规PAO润滑油的略高。表明:低灰PAO润滑油具有优良的改善柴油机总体颗粒排放的性能。     

小型通用汽油机颗粒物排放与汽油机颗粒捕集器净化研究

以一台小型发电机用汽油机为样机开展颗粒物排放特性研究,探究汽油机颗粒捕集器(gasoline particulate filter, GPF)对排气颗粒物的净化特性。设计六工况排放试验循环,测试汽油机在匹配与未匹配GPF两种状态下的颗粒物排放。研究发现原机颗粒物数量(particle number,PN)比排放为3.7×10¹²个/(kW·h),颗粒物质量(particulate mass, PM)比排放为2.2 mg/(kW·h)。PN、PM排放均随负荷升高呈先下降再上升趋势,低负荷时排放浓度最高,中等负荷最低。粒径小于312.7 nm的PN之和占总PN的99.5%以上,大于312.7 nm的PM之和占总PM的91.4%～98.7%,表明超细微粒子数多,但质量占比小。PN排放浓度随颗粒物粒径增大而降低,而PM排放浓度在低负荷时随粒径增大先增加后降低再增加,中高负荷时则随粒径增大而增大。安装GPF对PN的综合净化率为73.7%,对PM的综合净化率为59.7%。GPF对粒径在50 nm以下的核态粒子的捕集效率高于粒径更粗的积聚态和粗糙态粒子。     

过量空气系数对甲醇/柴油反应活性控制压燃发动机性能的影响

对某高压共轨柴油机进气歧管进行改造,搭建了甲醇/柴油二元燃料反应活性控制压燃（reactivity controlled compression ignition,RCCI）发动机专用试验台架,系统地研究了最大转矩转速（1 600 r/min）、不同负荷下甲醇替代率和过量空气系数对发动机经济性与排放性能的影响规律。结果表明：中、低负荷下,随着甲醇替代率增大,有效当量燃油消耗率先降低后略微升高,有效热效率先增加后略微降低,排气温度降低;中高、高负荷时,随甲醇替代率增大,有效当量燃油消耗率和排气温度降低,有效热效率升高;负荷率75%下,甲醇替代率为30%时,有效当量燃油消耗率较纯柴油模式平均降低3.8%,有效热效率则平均升高6.7%。不同负荷工况下,随甲醇替代率增大,NO_x排放和烟度大幅降低,CO₂排放量减少,CO、甲醇和甲醛排放量增加。中、低负荷下,烯烃排放量随甲醇替代率升高而增加,中高、高负荷下则随替代率升高而降低。不同负荷、不同甲醇替代率下,随着过量空气系数减小,CO₂排放量和烟度增加,NO_x和C...     

重型车用柴油机燃用乳化柴油的燃烧与排放特性试验研究

在不改变发动机任何参数的情况下,对高压共轨重型车用柴油机分别燃用柴油和乳化柴油的燃烧与排放特性进行了对比试验研究。试验结果表明:与纯柴油相比,乳化柴油在试验工况下着火滞燃期延长,瞬时放热率峰值提高,燃烧持续期变短;缸内最高压力在低负荷时较柴油高,但在高负荷时较柴油低;在全负荷下,相比于柴油,燃用乳化柴油有效功率平均降低了16.90%,但发动机有效热效率平均提高了2.42%;燃用乳化柴油在常用转速1 800 r/min的负荷范围内时,NOx和碳烟排放分别比柴油平均降低了12.77%和58.90%,改善了NOx和碳烟排放的权衡曲线关系;高负荷时,燃用乳化柴油的CO排放减少,但HC排放增加。     

柴油和碳酸二甲脂混合燃料对柴油机性能的影响

碳酸二甲酯(DMC)具有含氧量高、沸点低、与柴油互溶性好等特点,适合作为柴油机的燃料添加剂。在轻型直喷式柴油机上对柴油机燃用柴油和碳酸二甲脂混合燃料后,柴油机的燃烧特性、传热特性、排放特性进行了研究。结果表明:燃用柴油和碳酸二甲酯混合燃料后,柴油机的碳烟排放大幅度下降,缸内辐射传热量减少,热效率提高。     

生物柴油缸内喷雾特性的数值模拟

采用数值模拟的方法研究了4102Q柴油机燃用生物柴油的喷雾特性,探讨了喷孔结构参数、针阀开启压力、生物柴油的掺混比、发动机转速、负荷和燃油温度对喷雾的贯穿距离和索特平均直径的影响规律,并与柴油进行比较,对计算精度进行了分析.研究结果表明:2种燃料的喷雾特性随上述因素的变化规律基本一致;生物柴油-柴油混合燃料的贯穿距离和索特平均直径均随生物柴油掺混比的增大而增大;相同因素条件下,生物柴油的贯穿距离和索特平均直径均大于柴油;2种燃料喷雾特性的差别是由其不同的理化特性引起的,密度和黏度是主要因素;数值模拟的精度是足够的.     

相同氧含量醇类混合燃料燃烧和排放特性差异研究

对一台4缸发动机燃用相同氧浓度的不同醇类混合燃料进行了试验研究,以对比不同三元燃料柴油机在相同转速不同负荷情况下的燃烧特性和常规排放的差异。试验结果表明:甲醇混合燃料在醇类混合燃料中获得最高的燃烧压力,而丁醇混合燃料的热释放率最高。与普通柴油相比,戊醇混合燃料在不同混合物中具有相对最佳的CO和未燃碳氢排放,甲醇混合燃料可获得最优的氮氧化物排放;乙醇混合燃料减小颗粒物效果明显,最大可以减少22.4%～55.6%的颗粒物数量浓度和3.4%～12.8%的颗粒物粒径,其中乙醇混合燃料的核态颗粒物和聚集态颗粒物排放量也最低,戊醇混合燃料达到最高(除高负荷外)。     

柴油机燃用柴油/甲醇混合燃料时的性能与排放研究

通过添加助溶剂形成一种稳定的柴油／甲醇混合燃料，并开展了柴油机燃用此混合燃料的性能与排放研究。研究结果表明：发动机热效率和柴油等热值燃油消耗率随混合燃料中甲醇含量的增加而改善，这是由于预混燃烧量的增加，燃料富氧以及扩散燃烧的改善所致。适当增加供油提前角可使柴油／甲醇混合燃料发动机热效率提高。燃用柴油／甲醇混合燃料可显著降低发动机CO和烟度，而对碳氢排放影响不大；在相同平均有效压力的条件下，N0x随甲醇含量的增加而增加，添加甲醇对N0x的影响在大负荷下更为明显。柴油／甲醇混合燃料燃烧时存在一个较为平坦的N0x／烟度关系曲线。     

喷射参数对二甲醚发动机NO_x排放的影响

以6105型压燃式二甲醚发动机为对象,研究了喷射系统的喷射压力、喷孔直径和供油提前角对二甲醚发动机外特性NOx排放的影响。试验结果表明:在外特性的整个转速范围内,NOx排放随发动机转速的升高而降低;在发动机转速较低时,NOx排放随喷射压力的升高而降低,高速时则反之;在发动机低速工况下,喷孔直径较小的喷油器NOx排放低,高速时大孔径的喷油器NOx排放低;喷油器针阀开启压力较高时,通过推迟供油提前角来控制NOx排放的效果较好,喷油器针阀开启压力较低时该效果不明显。     

Impact of waste cooking oil in biodiesel blends on particle size distributions from a city-car engine

Using biodiesel as a blending component in diesel engine has demonstrated to reduce hydrocarbon and particulate matter emissions. Literature showed that biodiesel type, engine architecture and test conditions deeply affect performance and emission characteristics. Among suitable biodiesel fuels, waste cooking oil (WCO) is considered very attractive due to the reduced environmental impact without sacrificing engine performance.This paper aims at investigating how mixing ratio of biodiesel from WCO and mineral diesel affects the particle size distributions of a current state of art small displacement diesel engine.Experimental tests have been performed on an up-to date light common rail diesel engine. Its complete operative field has been investigated. The results obtained show that the use of biodiesel blends from WCO reduces the total number of particles emitted from the engine with respect to the diesel fuel; the reduction is more evident as the percentage of biodiesel in the blend increases. The number of particles in WCO biodiesel soot with diameter smaller than 10 nm is reduced as compared to diesel fuel; the same trend is observed for diameters larger than 200 nm; comparable particle numbers were obtained in the ultrafine range (Dp < 100 nm).     

Experimental investigations on combustion, performance and emissions characteristics of neat karanji biodiesel and its methanol blend in a diesel engine

The increased focus on alternative fuels research in the recent years are mainly driven by escalating crude oil prices, stringent emission norms and the concern on clean environment. The processed form of vegetable oil (biodiesel) has emerged as a potential substitute for diesel fuel on account of its renewable source and lesser emissions. The experimental work reported here has been carried out on a turbocharged, direct injection, multi-cylinder truck diesel engine fitted with mechanical distributor type fuel injection pump using biodiesel-methanol blend and neat karanji oil derived biodiesel under constant speed and varying load conditions without altering injection timings. The results of the experimental investigation indicate that the ignition delay for biodiesel-methanol blend is slightly higher as compared to neat biodiesel and the maximum increase is limited to 1 deg. CA. The maximum rate of pressure rise follow a trend of the ignition delay variations at these operating conditions. However, the peak cylinder pressure and peak energy release rate decreases for biodiesel-methanol blend. In general, a delayed start of combustion and lower combustion duration are observed for biodiesel-methanol blend compared to neat biodiesel fuel. A maximum thermal efficiency increase of 4.2% due to 10% methanol addition in the biodiesel is seen at 80% load and 16.67 s⁻¹ engine speed. The unburnt hydrocarbon and carbon monoxide emissions are slightly higher for the methanol blend compared to neat biodiesel at low load conditions whereas at higher load conditions unburnt hydrocarbon emissions are comparable for the two fuels and carbon monoxide emissions decrease significantly for the methanol blend. A significant reduction in nitric oxide and smoke emissions are observed with the biodiesel-methanol blend investigated.     

Effects of a DOC+DPF system on emission characteristics of China Π engineering vehicle diesel engine and influence factors of trapping efficiency of PM for DOC+DPF system

To evaluate the emission characteristics of engineering vehicle diesel engine effectively and find a suitable emission control strategy, the emission characteristics experiment of China ?? engineering vehicle diesel engine was conducted with and without DOC+ DPF. The experiment took high-idling, low-idling, and free-acceleration as testing conditions, and used NanoMet3 particulate analysis system to measure PM mass concentration, number concentration and mean particle size. The gaseous emissions (NOx, NO₂, CO, HC) were analyzed by flue gas analyzer Testo350. The results showed that the PM emission characteristics of engineering vehicle diesel engine improved observably under three different conditions With DOC+ DPF. PM mass emissions reduced by over 85%, and PM number emissions were more than reduce of 90%. The metabolic characteristics of PM mean particle size were sample A < sample B < sample C and high-idling < low-idling < free-acceleration. NOx concentration was not influenced obviously by DOC+ DPF, but NO₂/NOx value increased. Besides, DOC+ DPF made CO emissions decreased by 85% and HC emissions decrement between 50%~80% under different conditions. DOC + DPF could improve the emission characteristics of engineering vehicle diesel engine efficiently, which was easily affected by diesel quality and equipment working hours.     

高原地区柴油机燃用生物柴油混合燃料排放特性研究

在高原环境（81kPa）下,对4100QBZL型柴油机燃用不同配比生物柴油混合燃料后的排放特性进行了实验研究。实验结果表明：与燃用柴油相比,各工况下,HC、CO和碳烟的排放均有不同程度的降低（分别平均下降4．5％～38．4％、15．4％～43．9％和12．5％～65．5％）,高负荷低转速工况下效果尤为明显;NOx的排放也得到明显改善,只有纯生物柴油的NO。排放较柴油上升了0％～2．1％,其他指标均下降（平均下降4．4％～4．9％）。综合考虑,燃用掺混比为30％以内的生物柴油混合燃料,能同时有效地降低HC、CO、NOx和碳烟的排放。