重型柴油机燃用天然气合成油的性能与排放

根据在用公交车的特点,在未对发动机进行任何调整的前提下,对在用公交车用重型柴油机燃用天然气合成油(GTL柴油)和0#柴油进行了动力性、燃油经济性及排放特性研究.结果表明:与0#柴油比较,该机燃用GTL柴油的外特性功率、转矩都平均降低约10%;燃油消耗率降低约3%,经济转速区向低转速区移动;GTL柴油的一氧化碳、氮氧化物、颗粒物和二氧化碳排放分别降低9%,14%,25%和4%,碳氢化合物排放基本不变.GTL柴油能同时降低柴油机的氮氧化物和颗粒物排放,是有潜力的低排放柴油清洁代用燃料之一.     

国Ⅵ直喷汽油机颗粒数量及微观形貌排气输运演变特性

开展了某一国Ⅵ直喷汽油机三元催化转化器（TWC）前、TWC后、汽油机颗粒捕集器（GPF）后3个位置的颗粒物采样及微观形貌研究,分析了发动机工况、TWC、GPF对国Ⅵ直喷汽油机尾气颗粒数量、粒径分布、微观形貌的影响。结果表明,该直喷汽油机尾气颗粒数量排放整体上呈单峰分布,低转速小负荷工况下,粒径<23 nm的颗粒数量较高。随着发动机转速和负荷的增大,峰值粒径向大粒径方向移动。直喷汽油机尾气颗粒物由“核?壳”结构基本碳粒子堆积形成,呈链状、枝状、簇状等结构;负荷增大,颗粒物尺寸略有增大,基本碳粒子重叠度增强,分形维数增大;转速增大,颗粒物尺寸减小,基本碳粒子重叠度减弱,分形维数减小。随着排气输运的进行,颗粒数量逐渐降低;TWC不影响颗粒的粒径分布形态,颗粒数量净化效率41.6%~94.2%,对<23 nm的小粒径颗粒净化效果较好,低转速小负荷工况的颗粒数量净化效率较高;GPF的颗粒数量净化效率约80%,23~100 nm颗粒数量净化效率较高,对粒径<10 nm的颗粒净化作用不大。TWC和GPF不影响颗粒物结构形式, TWC和GPF后颗粒物基本碳粒子重叠度减弱,分形维数减小。     

基于大样本的上海市乘用车行驶工况构建

进行了10辆车12个月连续道路行驶数据采集,获得7 137 017条有效行驶数据,从中提取13 789个实际道路行驶运动学片段,通过主成分分析和聚类分析将运动学片段特征值进行降维和分类处理,利用相关系数提取代表性行驶工况,构建了基于大样本、符合上海市交通特征、长度为1 163s的上海市乘用车行驶工况.结果表明:上海市乘用车行驶工况具有平均速度低、怠速比例高、匀速比例低等特点,与新欧洲测试循环(NEDC)存在较大差异,采用NEDC工况开展的污染物测试不能完全反映上海市的实际交通状况,应建立反映上海市交通特点的乘用车行驶工况.     

柴油出租车燃用麻疯树制生物柴油的试验研究

对柴油出租车燃用生物柴油体积混合比例分别为10%(简称BD10)和5%(简称BD5)的石化柴油-麻疯树制生物柴油混合燃料及柴油(简称BD0)的经济性、排放性、可靠性等进行了试验研究.结果表明:柴油出租车燃用BD10,BD5的排放性能稳定,低于现行国Ⅱ标准规定的排放限值;与BD0比较,柴油出租车燃用BD10的百公里油耗略高,NOx+HC,NOx,CO及颗粒物排放分别降低5.3%,9.1%,15.9%,8.9%;燃用BD5的百公里油耗基本相当,NOx+HC,NOx,CO及颗粒物排放分别降低3.5%,4.9%,10.5%,3.6%,柴油出租车燃用BD10,BD5后,其喷油器头部积炭略有增加,但不影响柴油出租车的正常使用.     

柴油出租车燃用不同替代燃料的试验研究

对柴油出租车燃用柴油(BD0),柴油—废弃油脂制生物柴油混合燃料(BD10)和天然气制合成油(G100)的经济性、排放性及可靠性能进行了试验研究.结果表明:与燃用BD0比较,柴油出租车燃用BD10和G100的百公里油耗略高;燃用BD10的CO和颗粒物(PM)排放分别降低17%和9%,NOx和HC+NOx排放分别升高12%及8%;燃用G100的CO,NOx,HC+NOx,PM排放分别降低75%,9%,10%和51%;柴油出租车燃用BD10,G100后,其喷油器头部积炭略有增加,但不影响柴油出租车的正常使用.     

模拟海拔高度对柴油机燃烧影响的可视化试验

在定容燃烧弹内模拟一款重型柴油机喷油时刻的缸内热力学状态,基于高速摄影开展了不同海拔高度下柴油燃烧的可视化试验研究。结果表明,海拔高度对着火延迟、着火距离、升举长度、卷吸空气比率以及火焰亮度等都有显著的影响,海拔从0 m升高到4 500 m时,着火延迟由0.67 ms延长至1.04 ms,着火距离由22.09 mm增大到37.03 mm;升举长度由23.1 mm增大到34.5 mm;卷吸空气比率由12.0%增大到14.0%;空间积分火焰亮度峰值减小,且空间积分火焰亮度峰值的变化幅度和卷吸空气比率的变化幅度都随海拔升高而减小;时间积分火焰亮度减小,碳烟生成总量减少。     

非道路用增压柴油机连杆组件3维有限元分析

建立了非道路用增压柴油机连杆组件3维有限元分析模型,应用有限元分析技术对非道路用增压柴油机连杆进行了3维非线性有限元分析,并用基于第四强度理论屈服条件,计算了连杆关键部位的疲劳安全系数.结果表明:计算结果与实际结果相吻合,SNH4102Z非道路用增压柴油机连杆满足强度要求;连杆小头与杆身过渡处安全系数较低,是较危险的部位.     

发动机燃用乳化柴油的颗粒粒径分布特性

对一台涡轮增压柴油机燃用纯柴油和乳化柴油时的颗粒数量粒径分布、总颗粒、核态颗粒及聚集态颗粒数量和体积浓度进行了试验研究.试验燃料为纯柴油E0和E10,E15及ED乳化柴油.试验结果表明:发动机燃用乳化柴油时,颗粒数量粒径呈单峰或双峰对数正态分布,数量浓度峰值出现在粒径为10～20nm;与纯柴油E0相比,核态颗粒数量和体积浓度增大,聚集态颗粒数量和体积浓度减小,而总颗粒数量浓度增大、体积浓度减小.     

不同后处理装置对柴油车颗粒物减排的影响

为研究柴油机氧化催化器(DOC)、催化型颗粒捕集器(CDPF)与DOC+CDPF三种后处理装置对颗粒物的减排性能随行驶里程的变化规律,采用便携式排放测试系统(PEMS)跟踪检测三辆分别加装DOC、CDPF与DOC+CDPF的柴油公交车.结果表明:行驶里程达到7万km时DOC性能劣化,且DOC对核膜态颗粒物减排能力的劣化程度大于凝聚态颗粒物,颗粒物数量(PN)和颗粒物质量(PM)减排率大幅下降至26.29%和7.69%,应进行保养;CDPF有效工作时间短,需要定期进行保养,CDPF对PN的减排率通过及时的高温保养可维持在较稳定水平;DOC+CDPF对颗粒物减排率始终维持在较高水平,且随行驶里程的增加呈先升后降的趋势,对核膜态颗粒物减排能力的劣化程度大于凝聚态颗粒物,至12万km时样车PN和PM减排率下降至82.68%和68.41%.DOC+CDPF对颗粒物有更好且更稳定的减排效果.     

氧化催化转化器对柴油机颗粒物排放特性的影响

以某高压共轨重型柴油机为样机,研究氧化催化转化器(Diesel Oxidation Catalyst,DOC)对柴油机颗粒排放规律的影响.研究结果表明,各工况下,DOC后测点颗粒物质量浓度相对于前测点均有所下降,降幅随转速升高而减小,随着负荷的增大变化不大;外特性下,DOC对总颗粒、核态颗粒和聚集态颗粒的转化率均随着转速增加而波动下降,其平均转化率分别为21.5%,26.2%和15.4%;最大转矩转速1 400r·min-1负荷特性下,DOC对总颗粒、核态颗粒、聚集态颗粒的转化率均随着负荷的增大先下降再上升,其平均转化率为34.6%,38.8%和27.3%;DOC对核态颗粒物的转化率高于聚集态颗粒物,在粒径为9~12nm的范围内转化率达到最高,其他粒径范围内转化率大多介于20%~40%之间.