高海拔下预喷策略对甲醇/柴油双燃料发动机燃烧与排放特性的影响

通过搭建甲醇/柴油双燃料发动机专用试验台架，对某4缸高压共轨柴油机进气歧管改造加装喷醇器，系统地研究了2 000 m海拔70%负荷下M0、M10、M15、M20甲醇替代率的预喷策略对双燃料发动机燃烧与排放特性的影响.结果表明：大气压力减小会导致滞燃期延长和缸内燃烧压力下降，甲醇替代率增加会导致滞燃期延长和缸内燃烧压力增大.采用预喷策略结合甲醇喷射，可以提高燃烧压力，降低常规与非常规排放.在最大转矩转速(1 800 r/min)中高负荷(70%,321.3 N·m)下，相比纯柴油模式，20%甲醇替代率滞燃期延长44.76%,NO_x排放降低16.64%,CO和HC排放增加，并出现了甲醇和甲醛非常规排放.滞燃期与预喷正时呈非线性关系，过早或过晚预喷都会使滞燃期延长.各替代率下NO_x排放分别增加了4.77%、4.56%、6.89%、7.05%.增大预喷油量到4 mg,各替代率下滞燃期缩短了55.84%、43.46%、35.58%、23.21%,缸内燃烧压力明显增加，NO_x排放增加了4.76%、5.11%、6.74%、12.51%...     

实际道路工况下“油改气”双燃料出租车的排放特征

为研究和评估传统汽油出租车开展“油改气”对排放的影响,在唐山市选择2辆典型的国Ⅳ和国Ⅴ阶段“油改气”双燃料出租车作为测试车辆,利用车载排放测试系统(PEMS)SEMTECH-DS和ELPI开展实际道路气态污染物(CO、CO₂、NO_x)和颗粒物数量(PN)排放测试,研究分析“油改气”双燃料出租车在不同道路类型和速度工况下污染物排放特征及差异。结果表明：相比汽油燃料,以天然气为燃料时2辆测试车辆CO、CO₂和PN综合排放因子分别降低31.0%～88.6%、19.8%～23.8%和79.3%～85.7%,而NO_x综合平均排放因子分别提高4.4和1.7倍。其中CO₂、PN以及国Ⅳ测试车辆CO在不同道路类型/速度区间的排放因子均明显降低,而国Ⅴ测试车辆CO除在市区道路/低速区间(车速<50 km/h)排放因子降低外,在郊区和车速>50 km/h中高速度区间内却相对升高。“油改气”双燃料有效降低各粒径段PN排放,在粒径9 nm处PN峰值浓度下降了79.7%～82.5%。在两种燃...     

喷射定时对柴油机排放和燃烧过程的影响

以一台重型柴油机为研究对象,在低速低负荷工况下,分析预喷定时和主喷定时对排放及燃烧过程的影响规律。结果表明:在主喷定时、预喷与主喷油量比例一定以及EGR率一定的情况下,随着预喷定时往压缩上止点推迟,NO_x和Soot逐渐上升,HC和CO排放逐渐下降,有效热效率逐渐上升;在预喷定时、预喷与主喷油量比例一定以及EGR率一定的情况下,随着主喷定时推迟,NO_x逐渐下降,Soot排放呈现先上升后下降的趋势,HC和CO排放逐渐上升,有效热效率逐渐下降。     

深圳市非道路移动机械排放清单研究

为进一步改善空气质量,提升宜居水平,非道路移动机械排放控制已成为环境治理的重要领域.本研究通过对中国深圳市非道路移动机械的实地调查和数据调研,分析深圳市非道路移动机械各特征参数,建立深圳市非道路移动机械排放清单.结果表明,2017年深圳市非道路移动机械NO_x、细颗粒物(PM_2.5)、可吸入颗粒物(PM₁₀)、HC、CO、黑碳、有机碳及挥发性有机化合物等8类污染物的排放量分别为6 162.0、419.7、442.3、983.9、4 170.7、209.7、64.4及920.2 t.在所有非道路移动机械类型中,挖掘机排放占比最高,达到28.06%;NO_x排放量占比最高,占总排放的46.04%.定量分析NO_x排放清单的不确定性,在95%置信区间的平均值范围为(4 940.1,7 661.2)t,不确定性范围为[-21.1%,22.6%].研究结果可为非道路移动机械排放控制及制定减排措施提供参考和依据,对未来排放清单的建立提供指导.     

氧化催化器对生物柴油发动机性能影响的试验研究

对4100QBZL柴油机燃用柴油和生物柴油并安装氧化催化转化器（DOC）后进行了试验研究.结果表明：燃用生物柴油后,外特性和负荷特性下动力性和经济性有所下降,CO、HC和碳烟的排放均显著降低,而NOx的排放略有上升;加装DOC后,外特性和负荷特性下动力性和经济性变化不大,CO、HC和碳烟的排放明显降低,NOx也变化不大,但DOC对碳烟的转化率不如CO和HC;由于受温度影响DOC在负荷特性下的转化率不如外特性.     

负荷对柴油/PODE混合燃料燃烧及排放的影响

为满足柴油机国Ⅵ排放法规,在一台四缸水冷直喷式柴油机上进行试验,使用柴油与聚甲氧基二甲醚(PODE)混合燃料,探究不同负荷下混合燃料燃烧及排放特性。结果表明：负荷增大,缸内压力升高,滞燃期减短,而燃烧持续期延长,当量燃油消耗率先下降后上升。排放物方面,NO_x、碳烟和PAHs排放量逐渐上升,HC排放则持续降低,CO排放和1,3-丁二烯排放趋势为先减少后增加。掺混PODE可以进一步增大缸压峰值,放热率峰值升高且更早出现,滞燃期和燃烧持续期略有缩减,当量燃油消耗率上升,而有效热效率降低,加入PODE可以有效降低CO、HC、碳烟和PAHs的排放,但NO_x排放有所上升,对于1,3-丁二烯的影响则是先减少后增加。     

高掺混比甲醇汽油对发动机性能的影响

使用高掺混比甲醇汽油为燃料,通过台架试验,研究不同掺混比例对车用发动机油耗以及尾气排放的影响,同时探讨了对未燃甲醇和甲醛的排放量与负荷的关系.结果表明:使用高掺混比甲醇汽油,有利于降低HC、CO的排放,但对NOx的排放影响不大;在3种混合比例不同的甲醇汽油中,甲醇的质量分数为30%的汽油燃料(M30)能使发动机获得较优越的经济性能.     

甲醇含量对二甲醚发动机性能和排放的影响

通过在纯二甲醚中掺混甲醇,研究燃料成分中甲醇含量的变化对二甲醚发动机性能和排放的影响。结果表明,随着甲醇含量的增加,二甲醚发动机的燃油消耗率增大、排气温度升高,HC、CO等气体排放增加, NO x 排放减少,发动机低负荷运行时影响更为显著;当甲醇含量高于3％时,二甲醚发动机 HC排放显著增大,从发动机性能和尾气排放方面综合考虑,车用二甲醚燃料成分中甲醇含量以不高于3％为宜。     

柴油机微粒捕集器缸内次后喷主动再生方法

利用台架试验研究了缸内次后喷(LPI)对柴油机动力性、燃油经济性以及排放性能的影响,分析了不同工况、不同后喷油量下柴油机氧化催化器(DOC)的升温特性,提出了采用缸内次后喷和DOC提高排气温度进行柴油机微粒捕集器(DPF)主动再生的方法。试验结果表明:在中低负荷工况(40%和50%负荷率)通过缸内次后喷能够显著提高发动机排气中的HC排放,促进其在辅助升温装置DOC内的氧化发热,提高DPF入口排气温度,满足DPF主动再生对高温的需求。研究结果对于优化DOC与DPF的匹配有一定参考价值,为DPF再生方法及其控制策略的确定提供依据。     

车用催化剂的台架快速老化研究

基于车用催化剂的老化机理,建立车用催化剂综合性能试验台架,对催化剂进行160 h的快速老化,比较其老化前后的性能,分析催化剂台架快速老化和实车道路老化的工况法排放结果及相关性.试验结果表明：催化剂经160 h的台架快速老化后,对CO、THC、NO_x的起燃温度分别上升了38.5%、28.4%和37.3%;装有160 h台架快速老化后的催化剂相比于装有160 000 km实车老化后的催化剂的整车工况法排放,其THC、CO、NO_x和NMHC的排放结果分别增加了8.6%、11.3%、3.8%和13.7%.     

加载减速法分析柴油车NOx与烟度净化效果

研究简易工况加载减速法判别选择性催化还原系统(Selective?Catalyst?Reduction,?SCR)、废气再循环(Exhaust?Gas Recirculation,?EGR)、颗粒捕集器(Diesel?Particulate?Filter,?DPF)、氧化催化器(Diesel?Oxidation?Cat...     

米勒循环与EGR耦合对增压柴油机性能的影响

以某6缸四冲程两级增压船用柴油机为研究对象,建立两级增压柴油机米勒循环与废气再循环(Exhaust Gas Recirculation, EGR)耦合仿真模型,研究米勒循环和EGR耦合对两级增压柴油机燃油消耗率和NO_x排放的影响.结果表明,当米勒度为-40°CA时,燃油消耗率相对原机降低3.5%, NO_x排放相对原机降低25.5%; EGR率为30%时,燃油消耗率相对原机增加5.0%,NO_x排放降低98.7%;当米勒度为-30°CA与EGR率为20%时,燃油消耗率相对原机仅增加0.1%,NO_x排放降低92.7%.     

常温下发动机冷热启动工况排放特性实验研究

燃油汽车冷、热启动时污染物排放量大,研究启动排放特性对进一步控制污染物排放具有重要意义。本文基于发动机台架和汽车车载排放测试系统（portable emissions measurement system ,PEMS）,测量4台柴油和2台汽油发动机的冷、热启动排放,分析和对比颗粒物数量浓度（particulate number, PN）及气体污染物的排放特性。研究发现:柴油机冷、热启动的PN排放特性相似,但冷启动时PN出现明显浓度峰,且浓度大于热启动浓度;柴油机冷启动排放的CO和THC明显大于热启动排放量,但冷启动的NO_x排放量却低于热启动排放量;汽油机冷、热启动时也形成PN排放峰,但与柴油机不同,汽油机的PN排放形成峰值后渐渐下降,而柴油机则逐渐趋于稳定;汽油机的CO和THC排放在冷、热启动工况排放规律相似,且排放浓度相当,但冷启动排放的NO_x却明显高于热启动的排放量。     

柴油醇发动机性能的试验研究

进行了发动机燃用柴油和柴油醇两种燃料的性能对比试验,验证了柴油醇发动机运行的可行性.试验结果表明,燃用柴油醇EIOTG的发动机,其动力性能达到了柴油机水平,尽管油耗偏高,两者的有效效率持平.柴油醇发动机的NOx排放较低,但CO和HC的排放较高.     

增压中冷压燃式发动机燃用柴油醇的十三工况排放特性

在应用自行研制的助溶剂解决了乙醇与柴油相溶性问题的基础上,进行了增压中冷压燃式发动机燃用E10柴油醇十三工况排放特性的试验研究。结果表明:与燃用0#柴油相比,燃用E10柴油醇的排放污染物HC、NOx、PM和SOF的比排放量有所增加,CO和DS的比排放量有所减少;中小负荷工况分担率的增加导致了多种排放污染物比排放量的增加;乙醇的高汽化潜热使缸内温度变低是比排放量增加的主要原因。提高中小负荷的进气温度可以适当提高缸内温度,从而降低CO、HC、PM和SOF的比排放量,但NOx比排放量会有所增加。     

乙醇燃料内燃机均质压燃的工作区域

在一台由CA6110柴油机改造的单缸HCCI发动机上进行了乙醇燃料的HCCI工作区域的试验研究。确定了由平均指示压力pm i和转速n表示的HCCI工作区域,分析了工作区域内的指示热效率和排放性能。结果表明:HCCI燃烧有较高的指示热效率,最高可达60%;指示热效率主要受负荷的影响,转速对其几乎没有影响。HCCI燃烧只产生很少的NOx,最大NOx指示比排放只有1 g/kWh;而HC和CO排放都比较高,最低的HC和CO排放约为5 g/kWh,而且对负荷非常敏感。