东北地区非道路移动源排放清单研究及情景预测

与其他地区相比,东北地区冬季低温漫长,有其非道路移动源大气污染物排放清单的独自特征.本文将东北地区分成辽宁省城市群和哈长城市群进行分析.首先,基于《非道路移动源大气污染物排放清单编制技术指南》(试行)中的排放因子法建立非道路移动源排放清单,分析其排放以及时空分布特征.其次,结合相关政策目标基于情景分析预测2030年的排...     

小型非道路柴油机稳态和瞬态排放特性分析

为了使非道路用柴油机达到GB 20891—2014《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国第三、四阶段)》中第四阶段排放限值的要求,按照稳态循环(NRSC)和瞬态循环(NRTC)规定的工况,对一台非道路用自然吸气柴油机进行测试研究。引入分担率的概念,分析NRSC试验时柴油机各工况下CO、NO_x、HC排放对整机排放的影响;研究NRTC试验时冷启动循环和热启动循环排放特性的差异和CO、NO_x、HC的瞬时排放曲线。结果表明:NRSC试验下,污染物在2 400 r/min下100%负荷时排放分担率均超过18%,是控制污染物的关键工况;NRTC试验下,相对于NRTC试验热启动循环,冷启动循环的颗粒物(PM)、CO比排放量分别为0.25 g/(kW·h)和3.36 g/(kW·h),高于热启动循环的0.23 g/(kW·h)和2.28 g/(kW·h),而NO_x+HC的比排放量为6.67 g/(kW·h),略低于热启动循环的6.88 g/(kW·h)。CO瞬时排放峰值基本对应转矩峰值、转矩谷值及转速峰值;NO_x瞬时排放峰值基本对应转矩峰值;HC的瞬时排放相对CO、NO_x变化更平稳。该研究可为降低非道路用柴油机稳态和瞬态排放提供参考。     

不同排放标准下汽油车和柴油车挥发性有机物(VOCs)成分谱的建立

挥发性有机物(VOCs)是臭氧和二次有机气溶胶的重要前体物,道路移动源是我国大气VOCs的重要来源之一。本文在调研文献基础上,总结国内道路移动源VOCs成分谱建立方法,包括成分谱实测方法和成分谱整合方法。针对现阶段道路移动源VOCs排放已发展至在燃料的基础上区分排放标准,本文阐述实测条件下不同排放标准汽油车和柴油车的VOCs成分谱,指出现有成分谱的不足之处;对比基于实测数据和基于数据整合的道路移动源VOCs的差异,提出当前需建立统一的采样分析方法,更新现有道路移动源VOCs成分谱数据库。     

米勒循环模式的柴油机性能及NO_x排放的数值研究

为了使非道路柴油机达到第三阶段排放法规的要求,引入米勒循环技术。利用AVL Boost软件建立非道路D6114型柴油机的仿真模型,研究米勒循环对该柴油机的性能和NOx排放的影响。结果表明:进气门关闭正时提前,缸内的气体因膨胀降温过程,使压缩阶段的温度降低,NOx排放最大降低36%,但柴油机功率损失增加、油耗升高;压缩比的提高能改善柴油机的经济性,但同时会导致缸内爆发压力增高,柴油机机械负荷加重;推迟喷油正时可以使燃烧相位后移,缸内爆发压力降低,NOx的排放进一步降低。米勒循环、高压缩比、优化喷油正时等技术的结合,可以实现油耗仅升高2.2%的同时NOx排放降低30%,爆发压力降低2 MPa。该结论可以为非道路柴油机满足第三阶段法规而进行的改进设计提供参考。     

冬季低温地区道路移动源大气污染物排放清单

研究了冬季低温地区道路移动源排放清单及污染特征.以长春市为例，基于测试和“道路机动车大气污染物排放清单编制技术指南”，建立了2016年全年的道路移动源大气污染物排放清单，利用ArcGIS进行空间分配，并基于IVE模型分析典型车辆启动排放贡献率.结果表明，长春市道路移动源CO，HC，NO_○x，PM_2.5和PM₁₀年排放量分别为13.17，2.90，4.09，0.22，0.24万t;小型客车和重型货车分别为CO，HC和NO_○x，PM₁₀的主要来源;启动阶段，长春市典型车辆冬季启动贡献率高于上海市;另外，道路移动源排放强度呈现出由城市中心向边缘递减的趋势.     

单缸柴油机排放性能的生产一致性控制

为保证批量生产柴油机满足新排放标准要求,须对生产过程中关键参数进行控制.以S1115型柴油机为研究对象,利用燃烧过程分析软件对压缩余隙、喷油器伸出高度、喷油器流量和供油提前角等参数对整机排放性能的影响进行模拟研究,以确定这些关键参数满足非道路柴油机第三阶段排放标准要求的公差控制范围.结果表明:与目前企业的装配参数公差相比,为满足现行非道路柴油机排放标准要求须改变生产条件,通过增加关键参数控制设备,较大幅度地减小装配参数公差; S1115型柴油机的压缩余隙、油嘴伸出高度、喷油器流量和供油提前角控制分别在±0.07 mm,±0.1 mm,±0.07 L·min~(-1),±0.5℃A范围内,才能保证批量生产的柴油机排放性能符合排放法规要求.     

喷油嘴流量对小型柴油机燃烧及排放影响的试验研究

以某186FA柴油机为研究对象,对比分析喷油嘴用不同加工方法的喷孔及流量变化对小型柴油机燃烧和排放性能的影响。试验结果表明:减小喷油嘴流量,同工况下柴油机的最大燃烧压力降低,燃烧始点提前,预混燃烧比重减小,扩散燃烧阶段燃烧速度加强。合理匹配喷油嘴的流量参数能有效降低柴油机的排放。喷油嘴喷孔用电火花打孔与用机械钻孔相比,能明显的改善柴油机排放性能。186FA柴油机用电火花打孔、流量为0.959 L/min的喷油嘴和原机机械钻孔的喷油嘴试验对比,整机HC、CO和PM排放分别下降了45.1%、27.7%和10.4%;NO_x上升11.3%;但HC+NOx仍下降2.4%(八工况排放试验循环)。用喷油嘴优化匹配后整机排放能达到中国非道路柴油机第三阶段排放标准的要求。研究表明:柴油机在中、小负荷工况的燃油消耗率、HC、CO明显减少是整机排放降低的主要因素,其机理是喷油嘴流量系数大,喷孔燃油流道表面质量改善,提高了喷油压力和喷雾质量,每循环喷雾形状稳定,改善油气的混合和燃烧质量,说明喷油嘴喷孔参数和流量是影响非道路小型柴油机性能和排放的重要因素。     

L阀控制飞灰循环特性的研究

飞灰循环回燃是提高鼓泡床锅炉燃烧效率的一项投资少、效果显著的技术,而控制合理的循环量是实现飞灰循环回燃技术的关键。飞灰循环系统通常由旋风分离器、立管和控制阀组成。由于工作条件恶劣,控制阀多采用非机械阀。非机械阀是70年代发展起来的固体循环调节阀。由于没有移动部件,适合在高温高压及有磨损、腐蚀等环境中运行,已被广泛应用。非机械阀通过调节松动风量来改变气-固在立管及阀内的流动,从而控制固体循环量。L阀和J阀是其中较典型的形式。对于其原理及易于控制的Geldart B类物料在其中的流动特性,Knowlton和Hirsan等曾作过深入研究,但是由于     

基于城市地下道路污染物排放特性的交通特征调研

城市地下道路的建设可有效缓解日益拥挤的城市交通状况,然而交通特征使得机动车污染物排放不能简单照搬已有公路设计规范.有效把握城市地下道路内机动车主要污染物的排放特性,对城市地下道路通风系统的设计标准以及设计方法的确定具有非常重要的指导意义.以北京、上海作为一类代表城市,武汉、南京、广州作为二类代表城市,通过对机动车保有量、车型比例、交通流量、车速等参数的调查研究,分析得出不同城市交通特征对地下道路污染物排放因子的影响.结果能够为进一步确定排放因子以及污染物排放量计算方法提供依据,为隧道通风设计奠定基础.     

排气背压对小型柴油机性能影响的研究

为分析排气背压对小型柴油机动力性、经济性和排放性能的影响,选取186F柴油机通过控制排气管上的节流阀开度调整排气背压进行试验。试验结果显示:随着排气背压的增大,样机的动力性能和经济性能均出现恶化,以标定工况(3 600 r/min,16.7 N·m)为例,排气背压增大到80%时,比油耗增加3.7%,扭矩降低5.6%;在低速工况下影响更为明显。过量空气系数在同一转速不同负荷均随排气背压的增大而减小。采用非道路用柴油机的稳态八工况排放试验循环得到不同排气背压下整机比排放,HC、CO比排放呈先降低后增加趋势,其中排气背压增加到20%和40%时,HC、CO比排放分别降低1.3%和1.1%,达到最小值;NO_X比排放呈下降趋势,排气背压增加到80%时,NO_X比排放降低17.1%;PM(颗粒物)比排放呈上升趋势,同时NO_X、PM比排放随排气背压的变化较为敏感。研究内容可为小功率非道路柴油机排气背压的设计值提供理论依据。     

基于RBF神经网络的多移动机械臂同步控制

以多固定基机械臂同步控制为基础,应用RBF神经网络方法,并结合领导者-追随者(主从控制)通信拓扑方法,针对存在不确定性的多移动机械臂系统,设计出一种新的分布式主从同步控制器,并使得控制器的适应性得以提高。从动移动机械臂和领导移动机械臂之间的同步误差由主从式通信拓扑的网络结构来定义。本研究对从动移动机械臂的建模误差等不确定性进行了逼近和补偿,并对领导移动机械臂的控制力矩进行了估计,RBF神经网络的权值根据自适应律在线进行更新。通过Lyapunov方法验证了所设计控制算法的稳定性,最后通过Matlab仿真验证了其可行性。     

通用小型汽油机控制单元设计与研究

为实现通用小型汽油机电控化,进一步提高其动力性、经济性和排放性,开发了一套完整的控制单元。控制单元采用美国Freescale公司16位单片机MC9S12XEP100为主控芯片,结合MC33812控制芯片,完成微控制单元(MCU)模块、电源模块、输入调理模块、输出驱动模块、控制器局域网总线(CAN)通讯模块等硬件电路设计。并编写底层驱动程序,对喷油与点火信号进行测试并分析,以168F型汽油机为样机完成发动机性能试验。试验结果表明:通用小型汽油机采用电子控制单元后,标定功率较原机提高了7.6%,最低有效燃油消耗率较原机降低了7.9%,最大扭矩可高达11.15 N·m,较原机提高了2.3%。按美国环境保护署(EPA)小型非道路火花点火发动机排放法规进行排放性能试验,CO排放下降至259.18 g/(k W·h),HC+NOx下降至8.05 g/(k W·h)。电控样机排放满足EPA第Ⅲ阶段排放限值,控制单元满足设计要求。     

基于Android移动终端控制的采摘机械臂系统设计

为了进一步提高采摘机械臂果蔬采摘过程的稳定性和准确度,在深入研究六自由度采摘机械臂的建模、控制方式的基础上,用Android移动终端作为远程控制器,通过控制App的界面设计与控制程序设计,实现了基于移动终端的采摘机械臂的远程网络控制。控制方式包括触屏控制、语音控制和重力感应控制3种。另外,通过第三方软件的引入,借助于机械臂上固定的图像采集系统,实现了移动通信网络内将采摘的现场视频实时传递到PC终端,便于对采摘过程进行直观地观察,并进行有效地辅助控制。同时,也可将视频资料录制保存,便于离线分析。通过对系统各功能模块测试,与传统采摘机械臂相比,大大提高了系统的有效性、灵活性和开放性,同时也使其采摘效率得到明显提升。     

在用汽油车催化转化器的若干应用研究

随着汽车污染的日益严重及汽车尾气排放标准的日益严格,排放控制技术有了很大发展,尾气催化净化技术成为排放控制技术的主流,文中针对目前国内催化转化器的技术及应用状况,并借鉴国外有关技术,提出了我国在用汽油车排放控制的有关对策。     

降低非道路用柴油机排放试验

为了改善非道路用直喷N490型柴油机的排放性能,研究了喷油压力、喷油定时、喷油器喷孔直径和喷油器油嘴伸出量等参数对柴油机排放的影响。研究结果表明:提高喷油压力,可以有效降低柴油机的不透光烟度和燃油消耗率,但会导致氮氧化物(NO_X)排放升高;增大喷油定时,可以降低颗粒物(PM)排放,但会带来NO_X排放升高;较小喷孔数目和直径(5×Φ0.21 mm)与具有较高喷油压力的喷油泵相匹配,可以有效降低NO_X和PM的排放;合适的喷油器油嘴伸出量可以改善柴油机的排放性能。对柴油机燃烧系统进行优化匹配,柴油机的NO_X+碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)和PM排放分别降低到6.23 g/(k W·h)、1.109g/(k W·h)和0.522 g/(k W·h),达到了中国第三阶段非道路用柴油机排放标准的要求。     

电子控制LPG-柴油双燃料汽车

论述了电子控制LPG-柴油双燃料发动机的控制方案,对比分析了电子控制LPG-柴油双燃料发动机和原柴油机的外特性和负荷特性,并给出了汽车道路试验结果。结果表明,汽车动力性不降低;烟度排放显著下降;NOx排放变化不大;HC和CO排放增加;燃料消耗下降;汽车最低稳定车速不变。     

长沙某区域空气污染成因分析

探寻长沙某区域内的大气污染成因，为该区域大气污染预警与控制提供理论依据。以该区域内大气中PM_2.5、PM₁₀、O₃、NO₂、SO₂、CO、有机污染物等污染因子为研究对象，以各污染因子浓度与组成在2021年3月至2022年2月的监测数据为依据，通过污染因子与影响因素之间的关联性分析，确定该区域内各污染因子的形成原因。结果显示：该区域内PM_2.5年均浓度为40μg/m³、PM₁₀年均浓度为43μg/m³，大气颗粒污染物主要由工地扬尘、非道路移动机械、机动车尾气以及燃烧源共同引起；大气有机物污染主要是由机动车尾气排放、有机溶剂挥发以及化石燃料燃烧产生。通过对臭氧生成潜势进行分析发现，芳香烃类物质贡献最大，占比60.8%，其次为烯烃类物质，占比为22.9%，这表明该区域臭氧浓度受溶剂涂料使用工序影响较大。     

影响电除尘器稳定高效运行因素分析

烟尘排放污染是火力发电厂主要污染因素之一。随着环保要求的日益严格,国家对电厂烟尘的排放浓度要求也不断提高。2004年实施的《火电厂大气污染物排放标准》要求烟尘排放浓度控制在50mg/m3。因此,必须对影响电除尘器稳定高效运行的因素进行分析,有目的性的预防隐患、解决问题,保证除尘器连续、高效、稳定运行。     

北京和伊斯兰堡冬季PM10中物质浓度和化学组分的对比

为了研究对比北京、伊斯兰堡冬季PM₁₀中重金属、水溶性无机离子以及碳组分的污染特征,于2014年12月—2015年1月分别在两地每天采集1次PM₁₀样品,对大气颗粒物中以上3种物质的质量浓度进行了分析。结果表明,两地PM₁₀中重金属污染情况较为严重,北京地区的As、Cr(Ⅵ)以及伊斯兰堡的Cd、Cr(Ⅵ)均超过WHO标准。根据主成分分析,北京重金属主要排放源为燃煤和移动源,而伊斯兰堡主要为移动源。两地颗粒物中水溶性无机离子二次污染情况较为严重,在霾天浓度也同样会上升,虽然污染程度不同,但造成霾天污染的一个重要原因均为机动车等移动源。对于碳组分,北京OC、EC线性关系较好(特别是在非霾天),说明其来源比较相似和简单,在排放后被类似的过程所控制,主要为煤炭燃烧和汽车排放;而伊斯兰堡OC、EC线性关系较差,在非霾天甚至出现负相关,说明其来源差别较大,主要为汽车排放。北京地区在研究期间SOC的质量浓度为2.58 μg/m³,仅占OC质量浓度的10.1%,而伊斯兰堡基本没有SOC的生成。     

实际行驶工况下柴油车发动机负荷分布及排放

通过发动机电子控制单元测试发动机的转速、油门开度,研究排放满足欧3标准的某重型发动机在北京高速行驶工况下负荷分布特征,并基于发动机台架试验时的负荷特性数据计算出其功率消耗;同时结合车载排放系统的测试结果计算出该工况下的比功率排放量．试验表明,实际道路发动机的负荷分布特征和实验室法规工况差异较大,导致实际工况和法规工况下的排放数据差异大,尤其在NOx和PM两个指标方面．需重新匹配整车和发动机,使其能够工作在高效工作区域;或者采用符合我国实际道路运行工况的法规认证测试方法来控制车辆的道路排放,进而减少城市重型机动车NOx和PM的排放．