柴油机排气中可溶性有机物排放的特性

通过柴油机台架试验,在一款柴油机上加装氧化型催化转化器(DOC)装置,研究了DOC前/后排气颗粒物中可溶性有机物(SOF)和固相多环芳烃(PAHs)的变化趋势,分析了不同转速和负荷对SOF及PAHs排放的影响以及排气中SOF及PAHs排放在排气过程中的变化规律.结果表明:DOC能明显降低排气中SOF及PAHs排放,SOF最高减排为50.69%,PAHs最高减排为83.28%,同时PAHs的毒性当量最高降低为49.31%.随着柴油机转速增加,燃烧过程后燃增加,排气中SOF及PAHs有增加的趋势,而随负荷的增加,缸内燃烧温度升高,各成分氧化速率加快使得SOF及PAHs排量逐渐降低.随排气输运距离增加,排气组分冷凝现象加重致使SOF及PAHs排量明显升高.     

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。     

MMT对轻型GDI车辆PM/PN/PAHs排放的影响

在底盘测功机上利用ELPI等设备就甲基环戊二烯三羟基锰(MMT)对轻型汽油缸内直喷(GDI)车辆颗粒(PM)质量/颗粒数量(PN)/多环芳烃(PAHs)等排放的影响进行了研究,试验用油为一种不含MMT的基础油和两种调和油(MMT+基础油),试验车辆为国内外不同厂家生产的三辆轻型GDI车辆。研究发现:汽油中锰浓度由0提高到21.7mg/L,GDI车辆尾气中PN排放呈增加趋势,最大增幅超过一倍;PM中PAHs含量和排放质量显著下降,其中菲排放呈下降趋势,荧蒽排放呈升高趋势。     

柴油机燃用棉籽生物柴油的排放颗粒物成分

共轨柴油机采用不同混合比例的棉籽生物柴油运行时,对排放颗粒物的可溶有机成分以及多环芳烃含量进行了分析.在ESC和ETC试验循环下对颗粒物进行化学分析,发现柴油机颗粒物的排放量随着棉籽生物柴油的混合 比例增加而降低,同时可溶有机成分(SOF)含量增加,高于燃用纯柴油时1～3倍,ETC循环下的SOF含量较ESC循环下的含量高3%～10%.随着生物柴油混合比例的增加,多环芳烃萘、苊、苊烯、芴、菲、蒽、荧蒽和芘等排放呈逐步降低趋势.     

空燃比和EGR对GDI汽油机多环芳香烃排放的影响

使用色谱-质谱联用仪对GDI汽油机排气中颗粒相多环芳香烃(PAHs)进行分析,研究了空燃比及EGR对多环芳香烃排放的影响规律.结果表明,随空燃比增加,颗粒物(PM)、可溶性有机物(SOF)和PAHs排放量降低,颗粒中大分子量的PAHs所占比例降低,二环和三环等小分子量的PAHs所占比例增加;EGR率小于10%时,PM、SOF和PAHs的排放量增加趋势不明显;EGR率大于10%时,排放量显著增加,四、五、六环PAHs排放量在EGR率大于10%时远高于二环和三环PAHs排放量;GDI汽油机颗粒物毒性当量远高于柴油机,浓混合气和中等EGR率时,颗粒物的毒性最大.     

燃油组分对汽油机颗粒物及可挥发性有机物排放的影响

通过试验研究了燃油组分对进气道喷射(PFI)和缸内直喷(GDI)汽油机颗粒物及可挥发性有机物(VOCs)排放的影响.结果表明:燃油中的芳烃、烯烃和硫含量越高,颗粒排放也越高;通过添加少量甲基茂基三羰基锰能够保证不降低辛烷值的同时减少燃油芳香烃与烯烃含量从而使颗粒物排放降低;往燃油中添加10%,乙醇对颗粒物排放影响不大.PFI发动机排放的颗粒物成分主要由有机物(OM)组成,无机离子与元素碳(EC)含量较少.而GDI发动机排放的颗粒物主要以EC、OM为主,无机离子成分很少.燃油中芳烃含量越高,其颗粒物中多环芳烃(PAHs)的排放也越高,毒性也更强;燃油中烯烃含量的上升对颗粒物中PAHs的排放影响不大,但是其排放颗粒物中PAHs的毒性变强.检测到汽油机排放的VOCs由70余个物种组成,主要是烷烃、烯烃、芳烃、含氧挥发性有机物和炔烃.燃用高芳烃含量燃油,VOCs中芳烃比例有所上升.     

MMT对轻型GDI车辆PM_(2.5)排放的影响

在底盘测功机上利用电子低压撞击仪(ELPI)等设备就甲基环戊二烯三羟基锰(MMT)对轻型汽油缸内直喷(GDI)车辆颗粒物(PM2.5)等排放的影响进行了研究,试验用油为一种不含MMT的基础油和两种调和油(MMT+基础油),试验车辆为国内外不同厂家生产的3辆轻型GDI车辆.研究发现:汽油中锰浓度由0提高到21.7,mg/L,GDI车辆尾气中PM2.5数量和质量排放呈增加趋势,最大增幅超过1倍,且颗粒数量增加部分主要为核模态和积聚模态颗粒;同时,发动机冷启动阶段PM2.5数量排放峰值浓度升高,GDI车辆排放的PM2.5中锰含量明显增加,而可溶有机成分和多环芳烃(PAHs)含量却显著下降.     

柴油机燃用不同柴油的多环芳烃排放研究

在一台国-Ⅲ柴油机上,燃用G5、D1、D2、D3、和D4五种芳烃含量不同的柴油,对不同负荷下的排放特性进行了研究。利用PUF泡沫和聚四氟氯乙烯纤维滤膜串联法采集柴油机尾气中的气相和颗粒固相多环芳烃(PAHs),并采用气相色谱-质谱联用仪进行分析,重点研究了PAHs的排放特征。结果表明:燃用不同柴油时柴油机PM排放随负荷增加呈现先降后增的趋势。PAHs排放以气相为主,占总PAHs含量的90%以上,颗粒固相PAHs则低于10%;在柴油燃烧排放的总PAHs中萘和甲基萘含量最高,且不同油品燃烧排放的PAHs排放状况与油品中PAHs自身含量密切相关。不同柴油燃烧排放的气相PAHs均以2环和3环为主,而颗粒固相PAHs则以3环和4环为主。     

空煤比对煤部分气化多环芳烃排放的影响

为了研究空煤比对煤气化多环芳烃排放的影响,在一台小型常压流化床气化炉上进行了煤部分气化实验.经索氏萃取、K-D浓缩和硅胶层析纯化后,采用带荧光检测器和二极管矩阵检测器的高效液相色谱仪对半焦和煤气中16种多环芳烃进行了测定.实验结果表明,煤气中多环芳烃以低环和中环为主,半焦中多环芳烃以中环和高环为主;煤气和半焦中多环芳烃毒性当量质量浓度均集中在5环多环芳烃上,尤其是苯并(a)芘(BaP)和二苯并(a,h)荧蒽(DbA);当空煤比由2.25 m3/kg增加到3.83 m3/kg时,煤气和半焦中多环芳烃质量浓度和毒性当量质量浓度呈现出先增后减的变化趋势.     

重型柴油车的排放及控制措施

鉴于柴油车的氮氧化物(NOx)和微粒(PM)较高,而两者之间又存在此消彼长的矛盾,通过分析NOx和PM的生成基理,从燃油,柴油机改进以及尾气后处理系统三方面论述了NOx和PM排放的影响因素及控制措施,并针对重型压燃式发动机国Ⅳ和国Ⅴ阶段排放标准,比较了目前国际较为通用的优化燃烧+选择性催化还原控制策略,以及废气再循环+颗粒过滤器控制策略这2种技术路线的优缺点。     

欧Ⅲ专用柴油和普通柴油排放结果的对比

简要介绍了柴油油品中影响排放的主要成分。通过具体实例,即用匹配GW2.8TC柴油机的皮卡车,分别用均不含添加剂的欧Ⅲ专用柴油和普通柴油在同等条件下按GB 18352.3—2005进行了轻型汽车常温下冷起动后排气污染物排放试验。并对排放物中的CO、NOx、HC和颗粒物PM进行了比较。     

柴油机燃用甲醇/柴油混合燃料的参数优化

对柴油机的供油系统参数（包括启喷压力、供油提前角和每循环供油量）进行优化,采用EGR来进一步降低NOx排放。结果表明：经过供油参数优化后混合燃料柴油机的动力性和经济性与原机相当,但碳烟排放的最大降幅达到15.4%,NOx排放的最大降幅达到28.25%。     

柴油机燃用F-T柴油与0号柴油混合燃料的燃烧特性

根据实测的喷油器针阀升程和示功图,开展了直喷式柴油机燃用F-T柴油与0号柴油混合燃料时燃烧特性的研究．试验用燃料为0号柴油、含25%和50%F-T柴油的混合燃料以及100%F-T柴油．结果表明,在相同工况下,随着混合燃料中F-T柴油比例的增加,喷油延迟角增大,而喷油持续期变化不大．滞燃期随着F-T柴油比例的增加而缩短,其中当F-T柴油的比例由0增至25%时,滞燃期缩短最为明显,此后进一步增加F-T柴油的比例,滞燃期缩短幅度减小．随着混合燃料中F-T柴油比例的增加,预混燃烧放热峰值降低,扩散燃烧放热峰值增大,燃烧持续期略有延长,缸内最高燃烧压力和气体最高平均温度降低,最大压力升高率显著下降,发动机的燃烧噪音和机械损失减小,有效燃油消耗率和有效热效率得到改善．     

直喷式柴油机排放微粒尺寸分布特性

在一台单缸柴油机上用SMPS微粒测量装置测量了不同运转条件(如转速、负荷变动、怠速运行、燃油喷射定时等)下柴油机排放微粒尺寸与浓度分布,分析了柴油机微粒排放尺寸分布和数量浓度的特征及其主要影响因素．结果表明,发动机负荷变化对微粒排放的影响较大,在各种负荷下大部分排放微粒都是碳核模式的超细或纳米尺寸微粒,而质量上以累积模式颗粒占主要部分,发动机冷机起动和怠速运行时产生的大部分排放微粒是碳核模式粒子,喷油提前角对排放微粒浓度和尺寸分布有显著影响．     

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。     

乳化油雾化特性对柴油机燃烧过程影响的研究

摘要作者在燃烧定容弹模拟装置中,运用高速纹影和同轴远场巨脉冲激光全息技术,对乳化油的油束微观结构动态变化过程进行了测定.基于获得的雾化破碎实验结果,应用新建立的燃烧模型预测发动机的动力、经济性能以及气体排放,对照试验数据,两者基本一致.研究表明,掺水乳化油中的水份有助于降低柴油机的油耗和排放.     

车用柴油机氧化催化转化器仿真分析

DOC(氧化催化转化器)不仅要求转化效率高,使用寿命长,而且要求内部流动均匀性好,压力损失小。通过数值模拟,分别对扩张管角度、收缩管角度、载体长度、载体位置以及气体流速对DOC内部流场的影响规律进行了研究。研究结果表明,DOC采用40°~60°之间的扩张管较为合适;收缩管对内部流动的影响较小,设计时可以适当增大其角度以节省安装空间;在安装载体时,可以让载体前端有一定的空腔,这样有利于气体流动;载体长度也会影响流动特性,设计时需综合考虑。     

柴油机燃用F-T柴油与0号柴油混合燃料时的性能与排放研究

开展了直喷式柴油机燃用F-T柴油与0号柴油混合燃料时性能与排放的研究,试验用燃料为O号柴油、含25%和50%F-T柴油的混合燃料以及100%F-T柴油.结果表明,在相同工况下,随着混合燃料中F-T柴油比例的增加,滞燃期缩短,预混燃烧放热峰值降低,扩散燃烧放热峰值增大,最高燃烧压力略微降低,发动机的燃油消耗率和有效热效率得到改善.在负荷特性上,发动机的CO2、HC、CO、NOx和碳烟排放随着F-T柴油的加入而降低,其中CO和碳烟在中高负荷时降低幅度最为显著.当F-T柴油掺混比例由0增至25%时,碳烟排放降低效果最为明显,此后随着F-T柴油的继续增加,碳烟排放降低幅度减少.     

柴油机的模块化技术

基于模块化技术在各行各业的广泛应用,得出了柴油机的模块化技术发展趋势。分析了柴油机模块化结构的技术优势,综述了国内外柴油机模块化仿真分析和结构设计的研究现状,指出了制约柴油机模块化发展的主要问题,并提出了推动我国柴油机技术创新发展的几点建议。     

柴油机油箱的改进

对柴油机油箱出油接座的结构和油箱加工工艺进行一系列改进,油箱漏油、渗油的故障率明显下降,油箱的表面质量和防锈能力显著提高,同时,也降低了生产过程中的废品率,节约了成本.