乙醇汽油发动机非常规排放及其催化转化的研究

利用气相色谱-氦离子化快速检测方法,研究了一台多点电喷汽油机分别燃用乙醇汽油混合燃料(乙醇的体积分数分别为0%、10%、20%和85%,记为E0、E10、E20和E85)时的非常规醇醛排放特性及其催化转化特性.研究结果表明:与汽油机相比,E10和E20混合燃料发动机的甲醛、乙醛和乙醇排放随乙醇掺混比的增加而增加,而E85混合燃料发动机的甲醛、乙醛排放增幅略小,约为E0发动机的1.6倍和2.4倍,乙醇排放却大幅增加,约为E10混合燃料发动机的35倍;随负荷的增加,乙醛排放整体呈增加的趋势,E10和E20混合燃料发动机的乙醇排放降低,而E85混合燃料发动机的乙醇排放却增加;普通的三效催化器对乙醛、乙醇排放的转化效率均在75%以上,但对甲醛的转化效果不佳,对E20和E85混合燃料发动机甲醛排放的转化效率低于30%.     

柴油机燃用柴油/乙醇混合燃料的性能与排放研究

为了给柴油／乙醇混合燃料的应用提供试验和理论依据，进行了柴油机燃用柴油／乙醇混合燃料的性能与排放研究，研究结果表明：随着燃料中乙醇掺混比例的增加，有效燃油消耗率有所增加，但当量柴油有效燃油消耗率降低，有效热效率增加；在掺混比例较高时，需要添加十六烷值改进剂提高混合燃料的十六烷值；在同一工况下，发动机排气烟度随乙醇的加入而减少，NOx排放则无明显的增加；排气烟度的下降率随含氧量的增加而增大，未添加十六烷值改进剂时升高的幅度小于添加十六烷值改进剂后．减小供油提前角，NOx排放下降，排气烟度增加。     

乙醇-汽油燃料汽油机非常规污染物的排放特性

以90#无铅汽油为基础油，按照体积分数5％、10％、15％和20％的甲基叔丁基醚-汽油混合燃料中的氧含量，配制出相应氧含量的乙醇-汽油混合燃料．利用气相色谱技术，分析研究了电喷汽油机燃用不同掺混比乙醇-汽油混合燃料时的非常规排放特性，以及三效催化器对其的净化效率．研究结果表明，在不改变汽油机任何参数的情况下，随着乙醇掺混比的增大，苯的排放量明显降低，尤其当乙醇体积分数为9．826％时，最大降幅接近50％；同时对甲醛排放也有改善作用，但排气中的乙醛和未燃乙醇浓度却相应增加．三效催化器对苯和甲醛的净化效率较高，其中苯的平均净化效率为87％，催化后排气中未检测出甲醛，而对乙醛和乙醇的净化效率相对较低.     

直喷发动机燃用天然气掺氢混合燃料的性能与排放

对缸内直喷火花点火发动机燃用天然气氢气混合燃料时的性能与排放进行了试验研究．研究结果表明：在喷射脉宽一定的条件下，当天然气掺氢比例小时，平均有效压力和热效率有所下降，当掺氢比例达到一定值（即氢的体积分数为5％～10％）后，平均有效压力和热效率增加，此现象在稀混合气条件下更加明显，表明天然气掺氢对稀混合气燃烧过程的改善有显著作用；发动机HC和CO2的排放浓度随天然气中掺氢比例的增加而下降，原因是掺氢增加了混合燃料中氢碳的量的比值和混合气过量空气系数；在稀混合气条件下，发动机的NQ的排放浓度随掺氢比的增加而有所降低，CO的排放浓度基本上不随掺氢量的改变而改变。     

天然气掺氢火花点火发动机性能与排放研究

在一台燃用CNG／H2混合燃料的火花点火发动机上，开发了一个电子控制单元（ECU）来控制发动机点火提前角和混合气浓度，并研究了不同掺氢比（氢气的体积分数分别为0%、10％、20％和26％）对发动机性能和排放的影响．研究结果表明：天然气掺氢后发动机功率和有效热效率有所降低；在相同过量空气系数下，随着掺氢比的增加，发动机的最佳点火提前角推迟，HC、CO2排放得到降低，NOx排放有所增加．掺氢后可以提高发动机的稀燃极限，在稀燃下可以得到较低的HC、CO、CO2和NOx排放。     

降低火花点火发动机未燃碳氢方法的研究

开展了不同顶岸间隙时火花点火发动机未燃碳氢排放的实验研究，并对顶岸间隙宽度对发动机动力性和经济性的影响进行了分析，认为最佳的顶岸间隙宽度应为１．３倍双壁激冷厚度，在此条件下火焰将传播进顶岸间隙内，烧掉其内积蓄的未燃碳氢量，这样即能达到有效降低发动机排气未燃碳氢（排气碳氢下降３５％￣５０％），又不会对发动机的动力性和经济性产生较大影响（功率下降０．５％￣１．５％，燃料消耗率增加１％￣３％）。     

甲醇-汽油混合燃料对汽油机性能和排放的影响

通过汽油机燃用甲醇-汽油混合燃料（其中甲醇的体积分数为109／6，汽油的体积分数为90％，简称M10燃料）和汽油的对比试验，研究了M10燃料对汽油机性能和排放的影响，并用气相色谱仪测量了尾气中的甲醇和甲醛排放．试验研究表明：汽油机燃用M10燃料对汽油机动力性影响不大，但汽油机有效热效率和燃油经济性提高，排温有所降低；CO和HC排放减少，NOx排放与燃用汽油时相当；甲醇和甲醛排放增加．排气经三效催化转化器后，CO、HC和NOx排放可以被控制在与常规汽油机排放相当的水平，甲醇和甲醛排放可以被控制在接近零排放的水平．     

柴油机燃用生物柴油的特性

为了掌握柴油机燃用生物柴油时的性能变化，在四缸废气涡轮增压直喷式柴油机上燃用0^#柴油、脂肪酸甲酯和分别含有30％及50％（质量比）脂肪酸甲酯的混合柴油，在1800r／min和2200r／min全负荷工况下，进行了柴油机动力性、燃料经济性、HC、CO、NOx、排气烟度和自由加速工况下的排气烟度试验。通过对比发现，柴油机燃用含有脂肪酸甲酯的燃料对动力性、燃料经济性的影响较小，可以显著降低HC排放和排气烟度，但CO排放会略有增加，NOx排放则随燃料脂肪酸甲酯含量的提高有明显增加。研究表明，脂肪酸甲酯可作为柴油机的替代燃料，值得推广应用。     

甲醇汽油发动机醇醛排放特性及其影响因素研究

在一台JL368Q3汽油机上分别燃用汽油和M10(甲醇、汽油体积比为1∶9)甲醇汽油混合燃料,并利用气相色谱仪(氦离子化检测器)实验研究了甲醇和甲醛的排放特性及点火提前角对醇、醛排放的影响.结果表明,甲醇排放来源于燃油,其受最高燃烧温度影响较大,该排放将随着发动机转速和排气温度的升高而降低.甲醛由碳氢和甲醇在排气管中经氧化而生成,其排放量随着发动机转速和排气温度的提高而增加.汽油机的甲醛排放量随着转矩的增大先增后减,在中、高负荷时,M10发动机甲醛排放量为汽油机的1.5～4.5倍,随着发动机转速的提高,这2种负荷下的甲醛排放量差距减小.     

混燃乙醇与柴油机排放研究

通过对柴油机上燃用不同掺烧比的柴油混合燃料时的排放特性,在不改变发动机基本结构的条件下,分别使用纯柴油和10%、15%及20%的乙醇柴油。进行了排放特性的对比实验。研究结果表明,加入一定比例的乙醇可以较大地降低排气烟度,NOx的排放也明显降低,而HC和CO明显上升。     

汽油机燃用甲醇及甲醇汽油的性能研究

为了研究汽油机燃用甲醇及甲醇汽油的性能,在一台4G15S汽油机上对甲醇及不同体积比例甲醇汽油的动力性、经济性和排放特性进行了对比试验。结果表明:与燃用93#汽油相比,M15、M85及M100功率增加;M15有效燃料消耗率平均上升4.43%、M85平均上升46.53%、M100平均上升57.26%;M15、M85及M100的HC与CO排放随甲醇体积比例增加而降低;而甲醛排放随甲醇体积比例增加而明显增加。     

汽油乳化技术及其对脱硫的影响

探讨了汽油乳化体系中，正丁醇加入量、表面活性剂与正丁醇的比例、表面活性剂复配对形成乳化汽油的影响，并对制得的乳化汽油进行脱硫性能测试。采用熔融喷雾工艺自行制备得到金属间化合物SnSb，作为汽油脱硫功能材料。在常温常压下，用SnSb脱除乳化汽油中的硫，结果表明，表面活性剂、正丁醇、掺水量在合适比例下所形成的乳化汽油最稳定，此时脱硫率也最高，对汽油中的硫单程脱除率最大可达45％以上。     

电喷汽油机燃用大比例含水乙醇汽油的试验

在一台JL368Q双燃料多点电喷发动机上进行台架试验,对比分析了3种含水乙醇汽油(E15W、E30W、E50W)的动力性、经济性和排放特性.结果表明:在汽油机结构及参数未做任何调整下,低速时,含水乙醇汽油的转距、功率和93#汽油基本相当,随着转速增大,E15W、E50W略低于93#汽油,E30W仍和汽油基本相当;油耗率E15W比汽油低大约0.35%,随着含醇量的增大,油耗率逐渐升高;3种乙醇汽油的NOx排放均略高于93#汽油,但CO的排放都低于93#汽油,E30W的CO排放在整个测试区间最优.随着含醇量的增加,HC排放能得到不断的改善.     

应用燃气汽车对北京市机动车排放的影响

北京市可用的燃气汽车已达4.9万辆。为评估其影响和为下一步制定政策提供依据,应用修正的M OB ILE 5和PART 5模型估算汽、柴油车的排放系数,并结合国内外测试数据估算燃气汽车的排放系数,进一步计算应用燃气汽车前后的排放量。结果表明,应用单燃料压缩天然气(CNG)车替代柴油公交车的措施最有效,单车削减尾气颗粒物和NOx排放的比例达91%和59%,2003年削减总量约为91 t和1.5 k t,占出租车和公交车使用燃气时排放削减总量的91%和88%;但HC和CO排放增加。今后应加强CNG公交车的维护保养,在发展液化石油气(LPG)汽车时应选用单燃料车。     

F-T柴油/乙醇混合燃料的燃烧及排放特性

在具有高十六烷值的F-T柴油中添加不同比例的乙醇燃料制得乙醇/F-T柴油混合燃料,通过与0#柴油和纯F-T柴油进行比较,研究其燃烧和排放特性。研究结果表明:与0#柴油相比,F-T柴油的滞燃期最短,混合燃料的滞燃期小于0#柴油、大于F-T柴油,且混合燃料乙醇比例越高,滞燃期越长;混合燃料燃烧始点提前,累计放热量达50%时的曲轴转角CA50增大,燃烧放热中心推迟,燃烧放热率第一峰值点下降,预混燃烧放热量降低,使燃烧温度降低,第二峰值点上升,扩散燃烧比重增大。在外特性2 000 r/min下,相比于0#柴油,混合燃料E10、E20的NO_x排放分别降低了24.9%和30.6%,碳烟排放分别降低了65.1%和76.2%,甲醛排放分别降低了67.7%和45.9%。     

嗜热厌氧产乙醇杆菌乙醇代谢途径的初步研究

以乙醇产量和细胞密度的提高为目标,从碳源和氮源入手,对嗜热厌氧产乙醇杆菌THermoanaerobacter ethanolicus JW200的培养基作了初步优化以提高乙醇代谢途径中的关键酶的得率,便于提纯.葡萄糖浓度的提高对乙醇的产生有明显的诱导作用,但当葡萄糖浓度高于2%,乙醇产量反而下降.酵母粉对乙醇产量没有促进作用,单纯提高酵母粉浓度对细胞密度无显著影响,而同时提高葡萄糖和酵母粉浓度至2.0%,OD600最高可达2.0.2%葡萄糖,0.5%酵母粉对单位细胞乙醇产量的诱导效果最佳.T.ethanolicusJW200粗酶液中未检测到丙酮酸脱羧酶的活性,经亲和柱Cibacron Blue-3GA部分纯化,在NAD洗脱蛋白中检测到辅酶A依赖型乙醛脱氢酶的活性,表明辅酶A依赖型乙醛脱氢酶是该菌乙醇代谢途径中的关键酶,它和乙醇脱氢酶共同作用,将乙酰辅酶A转化成乙醇.     

丁醇汽油对发动机性能影响的实验研究

以93#无铅汽油为基础油,按照体积分数配制出20%的丁醇-汽油混合燃料,研究了电喷汽油机在不作改动的情况下燃用高掺混比丁醇-汽油混合燃料时的动力性和经济性变化情况.研究结果表明,在不改变汽油机任何参数的情况下,与原汽油机相比,20%体积掺混率的丁醇-汽油混合燃料动力性相差不大,低转速性能还稍有提高,而CO和HC的排放则有明显的改善.