生物柴油调合燃料匹配催化型颗粒物捕集器的排放与再生性能研究

以一台非道路增压中冷共轨柴油机为试验对象,将K_0.2-Ce_0.5Mn_0.5O₂催化剂涂覆于柴油机颗粒物捕集器（DPF）的堇青石过滤体上,探究柴油机催化型颗粒物捕集器（CDPF）对生物柴油调合燃料燃烧污染物排放的影响规律,并开展了CDPF碳烟加载与再生特性的试验研究。试验结果表明,CDPF能够明显降低纯柴油和生物柴油调合燃料的碳烟和气态污染物排放,且对调合燃料的排放物降低效果更显著;CDPF负载催化剂对柴油机气体排放的改善效果受负荷影响较大,在标定工况下两种测试燃油NO_x排放较空白DPF时分别降低17.1%和24.3%,HCHO排放分别降低35.1%和43.6%,CH₃CHO排放分别降低28.4%和29.9%;DPF与CDPF两者对碳烟的捕集过程均包括深床捕集阶段、过渡阶段和滤饼层捕集三个阶段,碳烟加载过程中CDPF前后压差的升高速率明显低于DPF;与纯柴油相比,柴油机燃用生物柴油调合燃料时CDPF的前后压差升高速率有所降低,再生平衡温度向低温区间偏移,有利...     

驾驶行为对重型柴油车实际道路行驶排放测试的影响

为探究驾驶行为对重型柴油车实际行驶污染物排放的影响,利用车载便携式排放测试系统(PMES,portable emissions measurement system)对3辆车分别进行了平稳驾驶、正常驾驶和激烈驾驶共9次PEMS试验.对每辆车前后3次试验的市区、市郊、高速路段和总行程路段动力学参数v·apos[95]和比排放进行了计算,并利用动力学参数v·apos[95]对污染物排放特性影响进行了深入分析.结果表明:相较于平稳驾驶,正常驾驶和激烈驾驶行为下3辆车NOx比排放增加33.73％～621.10％,PN比排放增加21.26％～122.40％;同时CO比排放与车辆动力学参数v·apos[95]之间无明显影响关系,市郊、高速路段NOx比排放和PN比排放与车辆动力学参数v·apos[95]存在较强的相关性,可见其驾驶行为对车辆排放的影响不容忽视.     

低速汽车实际道路气态污染物排放特征

 利用SEMTECH-DS车载排放测试系统,对6辆典型低速汽车进行实际道路车载排放测试,获得测试车辆逐秒速度,CO₂,CO,NO_x和碳氢化合物(HC)等气态污染物排放数据.基于测试数据,对工况与污染物排放之间的关联进行解析,计算并分析了4种污染物的排放因子.结果显示,低速汽车CO₂,CO,NO_x和HC 4种污染物排放因子总体上随速度增加而下降,随加速度增加而升高;不同行驶下的排放速率:加速＞匀速＞减速＞怠速;各污染物排放速率与比功率(VSP)呈现很好的相关规律.测试低速汽车CO₂,CO,NO_x和HC平均排放因子分别为110.1,1.66,1.78和0.49g/km^-1,其中CO与国II轻型柴油车排放限值相当,NO_x和HC与国I轻型柴油车排放限值相当.     

农用运输车实际道路油耗特征研究

利用SEMTECH-DS车载测试系统,选择3辆农用运输车进行实际道路车载测试,获得测试车辆速度和CO2、CO、NOx、HC等气态污染物逐秒排放数据.基于碳平衡原理计算得到测试车辆油耗因子,测试车辆平均百公里油耗为2.84 L,CO2、CO、NOx和HC基于油耗平均排放因子分别为3 022.7 g.kg-1、127.6 g.kg-1、58.1 g.kg-1和11.4 g.kg-1.对工况与油耗之间的关联进行解析,结果表明:油耗速率随速度、加速度的增加而升高;百公里油耗随速度增加总体呈下降趋势,随加速度增加而升高;加速运行模式下的油耗速率和百公里油耗最高,匀速次之;油耗速率与VSP呈现很好的相关规律.     

轻型汽车道路排放的车载实验研究

采用一套车载排放检测装置,对上海城市道路、高速道路进行实际道路排放测试.行驶工况对车辆污染物排放影响明显,加速及高速匀速段,污染物浓度对排放速率起主要影响;减速段,排气量对排放速率的影响程度高于污染物浓度.高速道路行驶,CO、NO的排放速率主要受其浓度影响,HC的排放速率受排气量的影响较大;CO、HC和NO污染物实测排放因子分别为1.47、0.02和0.08 g/km.     

在用国Ⅳ公交车燃用B5生物柴油的排放特性

以一辆满足国Ⅳ排放的柴油公交车为试验样车,在重型底盘测功机上分别进行燃用柴油和B5生物柴油的中国典型城市公交车循环(CCBC)排放特性试验,分析了该车燃用B5生物柴油CCBC循环的气态物和颗粒物排放特性.结果表明:CCBC循环的发动机工况主要集中在900~1 100r·min-1和200~500N·m,呈明显的低速、中低负荷特征;该车燃用柴油和B5低速行驶的总碳氢(THC)和NO_X、颗粒质量(PM)和颗粒数量(PN)单位里程排放因子较高,高速行驶的CO单位里程排放因子较高.与柴油比较,该车燃用B5的THC和NOX排放增加,CO和PM排放降低,PN排放基本相当.其中,车辆怠速、中低速加速行驶的THC排放率较高,中低速加速行驶的NO_X排放率相对较高,中高速加速、高速匀速行驶的PN较多是导致该车燃用B5的THC,NO_X和PN增加的主要原因.除低、中速加速CO排放较高,低速加速/减速/匀速PM排放率较高之外,其他工况的CO和PM排放降低是导致该车燃用B5的CO和PM降低的主要原因.     

DOC入口条件对气态物转化效率影响

为了探究柴油机氧化型催化转换器(diesel oxidation catalyst, DOC)废气量和温度对气态污染物转化效率的影响,文章测量了柴油机在不同废气量、不同入口温度下氧化催化转化前、后HC、CO、NO_x的体积分数,并计算了气态污染物的转化效率。试验结果表明:低温时CO转化效率随废气量的增加而降低;温度大于200℃时CO转化效率达到99%以上;HC在300～350℃时转化效率达到92%,相同温度下HC的转化效率随着废气量的增加而降低;NO的转化效率在300～350℃时达到55%以上。     

加装防爆组件对防爆柴油机性能的影响

矿用防爆柴油机作为无轨辅助运输车辆的动力装置有广阔的应用空间,但在进排气系统中加装防爆装置使得进排气阻力增加,发动机动力经济性恶化。对某型防爆柴油机原机与加装防爆组件分别进行台架试验得出:在防爆柴油机排气系统中增加防爆组件后,排气背压有较大幅度增加,动力性下降,燃油消耗率增加。排气系统中加装水洗箱小负荷运行时对CO、NO_x和PM排放影响不大,大负荷时三种排放均有明显增加;而加装全部防爆部件后,进排气系统阻塞严重,CO、NO_x和PM排放平均增幅分别为33.33%、15.08%、和53.23%。外特性排放测试结果表明,加装全部防爆部件后CO、NO_x和PM排放增幅较大,防爆柴油机性能严重恶化。     

城市道路轻型汽油车细颗粒物的排放特性

为研究轻型汽油车在南京市区道路上的细颗粒物排放特征,建立了车载测试系统.通过对比实际道路和底盘测功机测试结果探讨了机动车速度、加速度及行驶工况对细颗粒物排放的影响.实际道路下,加速状态下的车辆颗粒物数量、质量浓度明显高于其他行驶状态;在低速情况下,核模态(Dp＜50 nm)细颗粒物数量浓度较大,高速条件下积聚模态(50 nm＜Dp＜565 nm)的颗粒数量较多.底盘测功机试验的颗粒物平均数量浓度为车载试验下的1.62倍,但质量浓度仅为车载试验的0.18倍.粒径100 nm以下的细颗粒物数浓度占整个测试的绝大部分.高速及急加速下,车辆会产生更多细颗粒物.结果表明:实际道路轻型汽油车的细颗粒物排放特性可用该车载系统来描述.     

柴油机排放控制系统耐久性试验前后排放特性分析

在AVL发动机试验台架上,对国Ⅳ柴油机进行排气污染物排放控制系统发动机台架耐久性试验。在耐久性试验前后,对该柴油机均进行了欧洲稳态循环(ESC)和欧洲瞬态循环(ETC)试验,并利用AVL AMA i60排放测量系统对排放物进行检测分析。试验结果表明,耐久性试验前后,气体污染物排放随工况的变化趋势基本一致;经耐久性试验后,NOx排放量基本无变化,CO,HC和PM排放,在ETC试验分别增加了67%,508%和85%,而在ESC试验其变化较小;柴油机在耐久性试验前后均满足国Ⅳ排放标准,排气污染物排放控制系统符合国标GB 20890-2007要求。     

轻型车在欧美日法规下非常规污染物排放的试验对比

在同一辆汽车上使用相同的汽油,在轻型车底盘测功机上分别进行了欧洲、美国、日本标准规定的排放试验。使用FTIR、HPLC、GC-MS多种方法联合测量了轻型汽车尾气中甲醇、甲醛、乙醛、丙酮、苯、甲苯、二甲苯、乙烯、丙烯、1,3-丁二烯和异丁烯等非常规污染物的排放。试验结果说明,整个循环工况的非常规污染物排放水平主要取决于催化剂尚未完全起燃的冷起动前的100,s。同一车辆在不同循环工况的各种污染物平均排放水平存在差异,最大变化量不超过2倍。CO、HC、CO_2、CH_4常规污染物和醇醛酮类、芳香烃类、烯烃类非常规污染物的平均排放水平呈现出相同的规律:日本JC08欧洲NEDC美国FTP75,而NO_x排放呈现出相反的规律。     

小型乘用车在高海拔城市实际道路行驶工况研究

为研究高海拔城市小型乘用车辆的实际道路行驶工况,选取某品牌1.6L家用小轿车为研究对象,按照实际行驶污染物排放试验方法,采用便携式排放测试系统(PEMS)进行车辆尾气排放测试.得出了西宁工况下的车速—时间曲线,分析了不同车速下的CO、CO_2及NO_x排放.试验结果表明,在西宁地区实际道路行驶的车辆,加减速频繁,比例达77.8%,NO_x排放为0.026g/km,CO排放为0.08g/km,CO_2排放为77.323g/km,低于国四排放限值.     

金属型汽油机颗粒捕集器用于缸内直喷汽油机试验

为了满足国Ⅵ排放法规对于颗粒物排放限值的要求,开展了金属型汽油机颗粒捕集器(GPF)用于1.8 L燃油缸内直喷(GDI)汽油机的试验研究。采用静电低压撞击器研究了转速、负荷对发动机颗粒物数量(PN)排放特性的影响,以及不同壁厚、孔隙率、涂覆等对GPF过滤效率的影响。研究结果表明:在转速不变的情况下,随着负荷的增加,PN呈现先下降后上升的趋势;随着孔隙率和壁厚的增加,GPF过滤效率呈现先急剧上升后趋于稳定的趋势,GPF过滤效率分别稳定在73.0%和75.1%。涂覆后,在相同的试验工况条件下,GPF的过滤效率均高于未涂覆的GPF的过滤效率,并且最终GPF过滤效率达到75.8%。     

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。     

预混引燃燃烧模式下甲醇比例 对防爆柴油机排放的影响

针对防爆柴油机尾气中NO_x和PM排量高,单使用尾气净化装置效果有限的现状,通过在CY25型柴油机上加装防爆装置,研究了甲醇预混合气聚甲氧基二甲醚(PODE)引燃燃烧模式下甲醇占能比对防爆柴油机排放的影响。试验结果表明:随甲醇占能比增加,PM和NO_x排放下降,较F-T柴油引燃PM排放最大降幅达70%;而THC、CO、HCHO排放会随甲醇占能比提高而上升。甲醇预混合气PODE引燃燃烧模式可以使防爆柴油机同时有效降低NO_x和PM排放。     

城市道路坡度和车速对机动车排放的影响

为了分析城市道路坡度变化对机动车排放的影响,基于车载排放测试平台获取实际道路排放数据,并通过比功率反推完善数据。分析了在4个坡度区间的城市道路下,轻型车3种排放污染物(CO、HC、NOX)在不同速度区间的排放特性。研究结果表明:当车速处于20～50 km/h时,每升高一个坡度区间,3种污染物的质量排放率分别提升约22. 8%、23. 6%、24. 4%。在坡度一定的路面上,当车速处于20～40 km/h时,3种污染物处于高排放状态,其质量排放率比低排放状态分别提升约64. 3%、80. 0%、95. 0%。     

行程动力学参数与污染物排放特性的相关性分析

为了探讨行程动力学参数v·apos[95]和RPA(relative positive acceleration)对轻型汽油车在实际行驶排放试验(RDE,real driving emission)中排放特性的影响,采用OBS-ONE便携式车载排放测试系统(PEMS,portable emission measure system)对3辆国Ⅵ轻型汽油车进行了平顺、正常和激烈3种驾驶行为的实际行驶排放试验,计算各路段的窗口行程动力学参数和法规规定的行程动力学参数,并与各污染物排放特性的相关性进行对比分析.结果表明:相比法规规定的行程动力学参数,窗口的行程动力学参数v·apos[95]和RPA与3辆车的CO、PN排放因子有更强的相关性,在市区、市郊和高速路段下的相关系数波动幅度分别下降25％ ～44％、38％ ～64％ 和73％ ～96％,且N O x排放因子只与窗口的RPA有较强的相关性.其结论是窗口的行程动力学参数v·apos[95]和RPA与污染物排放因子的相关性更加明显,能更好地反映不同驾驶行为下各污染物的排放水平.     

从车辆排放特性曲线研究IVE模型对我国城市车辆的适应性

为研究IVE模型在国内的适应性,利用车载排放检测仪器OBS-2200,在天津市典型道路上对随机获得的74辆不同类型车辆进行测试,并利用IVE模型附带模版对车载排放数据进行处理,得出了天津市不同技术类型车辆的排放特性曲线.通过与模型标准排放特性曲线对比,得出了该模型对我国城市车辆排放CO2的排放特性曲线符合性较好,对HC排放符合性较差等一系列结论.     

机动车排放因子的隧道测试——以西安市为例

 为深入了解西安市机动车污染物的排放特征, 选取代表性城区隧道进行机动车污染物排放浓度及排放因子的测试实验, 获得了隧道入口和出口的PM_2.5、CO、NO_x、HC 和VOCs 等污染物的质量浓度, 并结合气象数据和交通参数, 计算了各污染物平均排放因子。结果表明:PM_2.5、CO、NO_x、HC 和VOCs 的平均排放因子分别为(0.016±0.005)、(1.097±0.398)、(0.159±0.092)、(0.179±0.089)、(0.317±0.172)g/(km·辆)。不同时段的排放因子存在一定差异, 并且PM_2.5的排放因子显著小于气态污染物。此外, 本次实验测得的排放因子小于国内先前多数研究结果, 这可能与燃料品质、发动机效率、尾气排放控制技术和城市管理水平的提高有关。     

电控天然气/柴油双燃料发动机的开发

为了开发满足国Ⅲ排放标准的电控预混式天然气/柴油双燃料发动机,在原柴油机上加装了引燃油量限位系统、天然气供给系统和电控系统,并进行了双燃料发动机性能试验。在引燃油量一定时,分析比较了双燃料发动机与原柴油机负荷特性的经济性和排放,以及外特性的经济性、动力性和排放。应用双燃料系统标定软件对发动机进行了在线标定。排放测试结果表明,开发的双燃料发动机达到国Ⅲ排放标准。