柴油硫含量对发动机颗粒物排放影响的研究

硫含量是柴油的主要特性之一,它对柴油机排放具有重要的影响.本文选择两台涡轮增压柴油机,一台柴油机在发动机试验台上进行ECE R-49试验,另一台安装在轿车上的高速、4缸、直喷共轨、涡轮增压、排量为2L的柴油机在汽车底盘测功器上进行NEDC试验,研究了硫含量对柴油机颗粒物排放的影响.研究结果表明:柴油中的硫含量对柴油机颗粒排放有很大影响,减少柴油硫含量能直接降低柴油机的颗粒物排放.     

燃油中硫含量对颗粒物排放和气体排放的影响

着重阐述了燃油中硫含量与排放颗粒物直径和浓度的关系。通过在船用燃油(MDO)中混入二硫化物((CH3 )3CS-)2(DBDS)调整燃油中的硫含量,对柴油发动机排气进行测量和分析,对可溶性有机物质SOF(Sol-uble Organic Fraction)的浓度,非可溶性物质DS(Dray Soot)的浓度以及排放颗粒物PM的质量浓度以及颗粒物直径的分布进行了分析研究。试验结果表明:随着硫含量的增加,PM直径变小,但是质量浓度增加;SOF质量浓度和DS质量浓度增加,因此PM的质量浓度也增加;发动机的着火迟延期变短,最高燃烧压力降低,同时CO排放浓度增加,N O排放浓度降低。     

DOC对柴油机颗粒物排放影响的试验研究

基于柴油机台架试验,在一款柴油机上加装了DOC装置,研究了DOC前后颗粒数量浓度、DOC前后颗粒SOF含量和活化能变化趋势。研究结果表明:DOC能降低核模态颗粒数量浓度和积聚态颗粒数量浓度,但随着转矩增加,DOC反而会使积聚态颗粒数量浓度增加。DOC对颗粒总数量浓度的影响随柴油机转矩的增加呈现先降低后增加的趋势。在转矩为50N·m和100N·m工况下,DOC能使颗粒SOF组分含量降低,使颗粒的表观氧化活化能升高。此外,排气颗粒的表观氧化活化能随SOF含量的增加整体上呈下降趋势。     

柴油机排放颗粒物试验研究

为了适应国六阶段柴油机排放的要求,对某柴油机进行排放颗粒物台架试验,研究和测试进气相对湿度、进气阻力、排气背压、介质温度等参数对排放颗粒物的影响,并用同一台样机验证试验的有效性,试验结果表明:进气阻力、排气背压、介质温度3个参数对试验结果有一定影响,其中排气背压对试验结果影响较大,进气相对湿度对柴油机排放颗粒物排放基本无影响。研究成果有助于对减少柴油机颗粒排放的研究、设备故障的排查和管理。     

颗粒物氧化催化转化器对柴油机排放的影响研究

在发动机台架上对一台装有颗粒氧化催化转化器(particulate oxidation catalyst,POC)的重型柴油机进行了常规气态污染物和颗粒物粒径分布与成分的排放特性试验。利用废气分析仪测量POC前后柴油机的常规气态污染物,利用ELPI分析颗粒物数量粒径分布,采用聚四氟乙烯滤膜采集POC前后颗粒物,并对POC前后的颗粒物质量与成分进行分析。研究结果表明:POC对HC、CO和PM排放降低作用显著。在发动机工作范围内,POC对HC的平均转化效率为54%;在大部分工况对CO的转化效率都在85%以上;对NOx基本上没有影响;对NO2和NO之间的比例影响非常大,使NO2排放增长了三倍以上;加装POC后颗粒物数量的平均降低率为49.0%,PM质量比排放量降低了45.2%~89.0%,PM中干碳烟部分减少41.7%~93.3%,SOF部分减少7.8%~97.7%。     

金属基POC降低轻型柴油机排放的试验研究

在柴油机试验台架上开展了金属基POC载体的应用研究,并与陶瓷基载体进行了对比。试验结果表明:在载体的体积及目数、涂层性质相同时,金属基载体POC在ESC测试循环中的平均排气背压比陶瓷基高15%左右;在ESC及ETC排放试验中,二者的发动机气态污染物排放值相差不多,但金属基载体POC的颗粒排放比陶瓷基POC要低很多,金属POC是陶瓷POC的57%(ESC循环下)和66%(ETC循环下);另外从最大颗粒物承载量来说,金属基POC是陶瓷基POC的1.5倍。     

双级串联DOC+POC柴油机排放特性研究

为了应对"特京五"对颗粒物数目的要求,在一台满足国Ⅳ标准柴油机上,以国Ⅴ柴油原排试验结果为基准,对一组氧化型催化器(DOC)+微粒氧化催化转化器(POC)后处理和两组DOC+POC后处理串联时热态全球统一瞬态循环(WHTC)的气态污染物和颗粒物排放结果进行了对比研究。结果表明:单组DOC+POC的净化能力为颗粒物质量降低63%,颗粒物数目降低23%;两组DOC+POC串联可使颗粒物质量降低74%,颗粒物数目降低79%,并可以避免一组DOC+POC方案时颗粒物数量浓度瞬时排放超过原排的现象。采用两组DOC+POC串联方案时,燃用国Ⅲ柴油的排放结果与国Ⅴ柴油的排放结果基本持平,表明两组DOC+POC串联后处理方案可以克服燃油品质变差对颗粒物排放带来的不利影响。     

柴油机DPF后颗粒物排放研究

在一台满足欧Ⅵ排放标准的柴油机上燃用国Ⅴ柴油,带柴油机颗粒捕集器(DPF)进行了欧洲稳态循环(ESC)、欧洲瞬态循环(ETC)、全球统一稳态循环(WHSC)和全球统一瞬态循环(WHTC)试验。试验结果表明:在试验循环的瞬态过程中,发动机排气经过DPF后,较大的排气背压变化率绝对值峰值仍会导致排气中出现颗粒物数量浓度瞬时峰值。ESC循环试验中平均粒径[50nm,80nm]区间内总颗粒物数量排放占全部颗粒物的90%,WHSC中平均粒径[60nm,110nm]区间内总颗粒物数量排放占全部颗粒物的87%,ETC在平均粒径[10nm,70nm]区间内总颗粒物数量排放占全部颗粒物的80%,WHTC在平均粒径[10nm,40nm]和[50nm,60nm]区间内总颗粒物数量排放占全部颗粒物的85%。     

燃料特性对柴油机排放颗粒物理化特性影响的研究

机动车尤其是柴油车颗粒物是大气PM2.5的重要来源,建立燃料特性与颗粒物之间的内在联系,从燃料角度控制柴油机颗粒物排放十分重要.笔者选取了多种理化特性不同的适用于压燃式发动机的燃料,采用SMPS、HRTEM、TGA、热光碳分析仪和GC-MS等测试仪器,系统研究了燃料特性,如硫含量、芳烃含量、氧含量及其他物性参数等对排放颗粒物理化特性的影响,旨在建立燃料特性与颗粒粒径分布、纳米结构、氧化活性及化学组分之间的内在联系,为机动车PM2.5的排放控制提供科学参考.     

空燃比对柴油机颗粒物排放特性的影响

在一台单缸柴油机上利用TSI 3090 EEPS(发动机排气粒径分析仪)测量不同空燃比下柴油机尾气颗粒物粒径分布。结果表明:随着空燃比的降低,颗粒物数量浓度、质量浓度、表面积浓度和体积浓度随之增大,粒径分布向大直径粒子方向偏移,核态粒子减少,积聚态粒子增加。     

船用柴油机颗粒物排放特性研究进展

介绍了船用柴油机排气颗粒物的化学组成、形成机理,二冲程柴油机和四冲程柴油机的颗粒排放特性差异,以及燃油硫含量对船用柴油机颗粒排放的影响,并结合这些特性分析了颗粒物的控制策略。     

柴油硫含量对排放特性的影响

为制订与我国第四阶段排放法规相适应的车用柴油标准,进行了在满足欧-Ⅳ排放法規的高压共轨增压中冷柴油机上使用不同硫含量柴油的试验研究,并根据文献调研和试验结果预测了硫含量对柴油机一次、二次硫酸盐排放量的影响.结果表明:柴油机硫酸盐和气态SO2排放量均随硫含量上升而线性增加,硫含量500gg/g柴油ESC循环硫酸盐排放量占欧-Ⅳ.法規PM限值的40%;硫至硫酸盐转化率为1%～2%;硫含量对柴油机动力性、经济性、非硫排放物和缸內燃烧过程基本无影响.     

柴油机排放颗粒物的观测及分析

本文是在一台单缸柴油机上 ,采用电子显微分析仪对排放颗粒物进行观测和分析 ,并对柴油机排放颗粒物产生的原因进行了探讨 ,进而提出了控制柴油机排放颗粒物的研究方向。     

柴油硫含量对发动机排放性能影响的研究

在一台直喷式涡轮增压柴油机上分别燃用4种不同硫含量的柴油,研究了燃油硫含量对柴油机排放性能的影响.研究结果表明,燃油硫含量对柴油机的烟度有直接影响,随着燃油硫含量的降低,柴油机的烟度明显下降,低负荷下燃油硫含量对柴油机的烟度影响较大,NOx排放随燃油硫含量的降低变化很小,而CO和HC排放则降幅明显,SO2排放随柴油机负荷的增加显著上升,随燃油含硫量的降低而显著下降.     

柴油机排放颗粒物的观测及分析

本文是在一台单缸柴油机上,采用电子显微分析仪对排放颗粒物进行观测和分析,并对柴油机排放颗粒物产生的原因进行了探讨,进而提出了控制柴油机排放颗粒物的研究方向。     

柴油机试验中颗粒物排放的后处理方法研究

针对柴油机在试验台试验过程中产生的大量有害废气,设计了一种低成本、结构简单的过滤装置。采用多组不锈钢网、荷电微粒过滤技术及燃媒催化再生技术来减少废气中微粒的排放量,以降低铁路牵引用柴油机台架试验对大气的有害排放。     

柴油机的颗粒物排放及其控制策略

本文描述了柴油机颗粒物排放的组成及其危害,对其生成机理作了简要分析,并针对不同的颗粒物,提出了相应的控制策略。     

喷油时刻对柴油机富氧燃烧颗粒物排放特性的影响

为改善柴油机颗粒物排放问题,进行了柴油机富氧燃烧的试验.通过一台单缸高压共轨柴油机在不同的进气氧体积分数条件下研究了预喷时刻和主喷时刻对柴油机颗粒物排放的影响.采用DMS500型快速颗粒光谱仪测试分析了柴油机富氧燃烧排放颗粒物的数量浓度、质量浓度、粒径分布和几何平均直径.结果表明:随着预喷时刻提前,颗粒物数量浓度和质量浓度变化范围不大,几何平均粒径略有增大;随着主喷时刻推迟核态数量浓度减小,凝聚态数量浓度增加,颗粒物质量浓度增大,凝聚态质量浓度和几何平均粒径增大;进气氧体积分数增加,核态数量浓度增大,凝聚态数量浓度减少,颗粒物质量浓度下降,几何平均粒径减小.     

基于PLS的喷油参数对共轨柴油机颗粒物排放特性影响研究

基于偏最小二乘法(partial least-squares regression,PLS)对影响高压共轨柴油机颗粒物排放特性的多次喷油参数进行了回归分析,研究了轨压、主喷正时和预(后)喷间隔、预(后)喷油量各喷油参数对柴油机颗粒物数量浓度、核态颗粒物数量浓度比例和颗粒物粒径分布形态等颗粒物排放特性的影响力度、影响方式和解释能力。研究结果表明:主喷正时、轨压、预(后)喷油量、预(后)喷油间隔均会对共轨柴油机的颗粒物排放特性产生不同显著水平的影响。主喷正时提前能够降低颗粒物数量浓度,低转速时主喷正时提前会提高核态颗粒物比例,中高转速反之;提高轨压会使得颗粒物数量下降,核态颗粒物数量比例上升;提高预喷、后喷油量会导致颗粒物数量浓度上升,核态颗粒物数量比例下降。各喷油参数使得核态颗粒物的比例上升在颗粒物粒径分布图中的表现为小粒径峰值与大粒径峰值之间的差变小,分布曲线由双峰分布更趋向于单峰分布。     

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。