柴油/聚甲氧基二甲醚混合燃料的柴油机性能与排放试验

试验研究了燃用不同掺混比的聚甲氧基二甲醚PODE2-4混合燃料时柴油机的动力、经济和排放特性。试验在未经改动的R180柴油机上进行,转速1 200、1 600、2 400 r/min,负荷20%~100%,使用了3种混合燃料,添加PODE2-4的体积百分比为5%、10%和20%。结果表明:随着PODE2-4掺混比的增大,柴油机功率和转矩下降,燃油消耗率和热效率增加。当掺混比达20%时,柴油机外特性功率和转矩下降5.3%,有效燃油消耗率增加13.6%,有效热效率增加1.8%。在各种转速、负荷时,随着掺混比的增大,HC和CO排放下降,排气温度和NOx排放增加,消光系数明显下降。因此,在低比例掺混条件下,PODE2-4适合作为柴油的添加组分使用。     

发动机燃用生物柴油-柴油-乙醇混合燃料的性能试验

为了降低柴油机燃用中等比例生物柴油-柴油混合燃料的污染物排放,在1 400r/min和2 000r/min不同负荷条件下,首先对比分析了发动机燃用生物柴油-柴油混合燃料与纯柴油的性能差异,然后在中等比例的生物柴油-柴油混合燃料中分别掺混10%和20%(体积比)的无水乙醇,测定了乙醇掺混比对发动机经济性、动力性和排放特性的影响。结果表明:与纯柴油相比,生物柴油-柴油混合燃料的有效燃油消耗率上升,动力性略有下降,炭烟排放降低,而NO_x排放升高。随着乙醇掺混比的增大,生物柴油-柴油-乙醇混合燃料的有效燃油消耗率升高,小负荷时受乙醇汽化潜热的影响导致有效热效率下降,中等负荷时乙醇对有效热效率的影响不大,而大负荷时乙醇的高含氧量能够提高发动机的有效热效率。1 400r/min和2 000r/min全负荷条件下,发动机的最大功率随乙醇掺混比的增大而下降。在不同负荷条件下,随着生物柴油-柴油-乙醇混合燃料中乙醇掺混比的增大,发动机的炭烟、NO_x和CO排放逐渐降低,小负荷时乙醇的高汽化潜热导致HC排放明显升高。     

柴油机在高原地区燃用混合燃料的试验研究

在高原地区对1台4100QB—2柴油机燃用生物柴油与柴油不同掺混比的混合燃料进行了台架试验。分析了混合燃料的物性,根据其物性和掺混比计算出当量燃油消耗率。对比分析了柴油机燃用混合燃料的有效热效率、机械效率和负荷特性。试验结果表明,在高原地区,柴油中加入体积比为10%~30%的生物柴油,柴油机的经济性有明显改善。     

碳质纳米燃料添加剂对柴油机性能影响的试验研究北大核心

在一台ZS1100柴油机上,以碳质纳米颗粒氧化石墨烯(GO)、多壁碳纳米管(MWCNT)和石墨烯(GR)作为燃料添加剂(25×10^(-6)和100×10^(-6))分别加入生物柴油-柴油掺混燃料中,研究了柴油机的燃烧特性、经济性能和炭烟排放特性。结果表明,柴油中掺混20%体积比的生物柴油改善了燃烧过程,各负荷下滞燃期缩短,CA50提前,炭烟排放降低,但燃油消耗率最大增加了4.2%,热效率降低了2.1%。3种碳质纳米燃料添加剂的加入都优化了掺混燃料的燃烧,缩短了滞燃期,改善了燃油经济性,对比发现,添加100×10^(-6)的MWCNT后,缸压峰值最大提高了0.334 MPa,放热率峰值提高了17.9%,同时燃油消耗率最大降低5.0%,热效率提高4.4%。3种碳质纳米燃料添加剂的加入都降低了炭烟排放,且MWCNT和GR在高浓度时效果更加明显,其中100×10^(-6)的MWCNT效果最显著,炭烟排放最大降低了17.2%。     

生物柴油对柴油机细颗粒物数量排放特性研究

论文选取一台满足现行国六排放标准的重型柴油机,使用B7柴油、B20柴油两种燃料,在发动机台架上进行污染物排放测试,重点对细颗粒物数量（PN）排放进行分析。结果表明,使用B7柴油和B20柴油,各国六循环的PN10比排放量较PN23高72%～132%,与用柴油为燃料时规律近似。随着该两种生物柴油体积比提高,各循环PN23和PN10基本呈下降趋势,但粒径10～23 nmPN排放占比依然较大。在冷态世界统一瞬态试验循环（WHTC）的启动阶段B20柴油较B7柴油的PN10更高,这可能与生物柴油密度和运动粘度均高于石化柴油有关,当使用生物柴油时需考虑对喷油器雾化进行进一步优化。     

聚甲氧基二甲醚与柴油混合燃料的燃烧与排放特性

聚甲氧基二甲醚(PODEn)是一种高含氧、高十六烷值的新型燃料。为了降低柴油机的颗粒物排放,该文在一台轻型柴油机和一台重型柴油机上对柴油和10%、20%PODE3-4/柴油混合燃料进行了燃烧、排放和热效率的测试。结果表明:添加20%的PODE3-4,轻型柴油机大负荷工况下的碳烟排放下降90%,指示热效率能够提高2%;重型柴油机欧洲稳态循环(ESC)的颗粒物(PM)排放下降36.2%,有效热效率上升0.8%。添加PODE3-4,在指示平均有效压力(IMEP)为0.2~0.6 MPa时,对放热率曲线影响不大;在IMEP为0.8 MPa时,使主喷放热的滞燃期延长,主喷放热峰值增加。因此,PODEn是很有前景的柴油添加成分。     

重型柴油车燃用生物柴油CO2和NOx排放影响因素分析

文章基于底盘测功机法以及中国货车行驶工况(CHTC-HT)测试了国六燃用生物柴油车CO₂和NOx的瞬态实际排放特征,评估了运行工况、冷热启动、环境温度和载荷下对实际排放的影响。在瞬态运行工况下,测试车辆CO₂的排放速率与加速度呈显著正相关,低速加速段的NOx的排放速率急剧增加。环境温度和冷热启动影响样车CO₂和NOx的排放,CO₂的排放主要受到车辆速度和负荷的影响,冷启动阶段、市区、城郊和高速的CO₂平均排放速率分别是3.84 g/s、2.69 g/s、4.92 g/s和7.52 g/s。冷启动阶段的NOx排放占整个测试循环排放的62.9%,急加速阶段,多次出现排放NOx的峰值。载荷对CO₂的比排放的影响并不十分显著,与空载相比,半载的NOx的平均比排放降低了27.1%。测试车辆在市区、城郊和高速的工况下CO₂的平均比排放差异并不显著。市区NOx的平均比排放达到6582.7mg/(kW·h)(空载)、5547.2mg/(kW·h)(半...     

重型柴油城市车辆实际道路冷启动排放特性研究

为研究车辆实际道路车载尾气检测设备（PEMS）测试排放评估方法,选取了1辆重型柴油城市车辆,分别进行3次不同载荷的实际道路PEMS测试。试验结果表明,以冷却液温度到达30℃、70℃界定发动机冷启动和热态,从累计排放量上看,虽然冷启动时长占比最大仅为6.8%,但是NOx排放在冷启动阶段达23.7%～82.4%,其排放不可忽略;分析冷启动阶段的窗口功率比、比排放和选择性催化还原技术（SCR）前温度的关系,提出基于国六b阶段的功基窗口法排放计算方法,冷启动阶段取所有窗口中的最大比排放值,热态以10%功率阈值以上为有效窗口,取有效窗口比排放的90%分位值作为热态排放,冷、热态分别设置权重系数为0.14和0.86,加权求和得到车辆实际道路行驶比排放。通过不同排放水平的3组试验结果分析,相比现行重型国六排放标准采用的设置功率阈值的功基窗口法,NOx比排放升高25%以上,所以将冷启动纳入计算的新的排放评价方法会加大排放测试的通过难度。     

增压柴油机上混燃乙醇的试验研究

通过在增压柴油机上燃用柴油和混燃一定比例的乙醇的对比试验,研究了混燃乙醇对柴油机工作性能和排放特性的影响。试验表明,在柴油里混燃一定比例的乙醇可以降低燃油消耗率,提高柴油机的有效热效率;同时,混燃乙醇对柴油机的功率影响较小,完全能够满足柴油机的各工况运行需要。     

行驶动力学参数对RDE实验结果的影响研究EI北大核心CSCD

为更有效控制机动车的实际道路排放,轻型车国六法规中规定了实际行驶排放(RDE)的实验要求。由于没有固定的驾驶循环,道路交通状况和驾驶员的驾驶行为对RDE实验结果有重要影响,进而影响对车辆实际排放的客观评价。本文选择典型车辆研究了不同驾驶行为对实际道路车辆排放的影响。实验结果表明:NO_x和PN排放量与车辆的动力学参数v·a_(pos_)[95]和RPA具有明显的相关性,而CO排放量与车辆动力学参数之间的相关性不明显。市区工况下,NO_x排放量随动力学参数v·a_(pos_)[95]的增大而增大,而PN排放量随动力学参数RPA的增加而增加;在市郊和高速工况下,NO_x排放量与动力学参数RPA有较强的相关性,而PN排放量则与动力学参数v·a_(pos_)[95]和RPA都有较强的相关性。     

聚甲氧基二甲醚对轻型柴油机排放特性的影响

为了降低柴油机的颗粒排放,将聚甲氧基二甲醚(PODE)按照体积分数10%,20%和30%掺混于柴油中,制备出柴油-PODE混合燃料(记为P10,P20和P30),在一台轻型柴油机上对柴油-PODE混合燃料进行了燃烧和排放特性试验研究,并采用热重方法分析了混合燃料的挥发性与氧化特性。结果表明:P10,P20和P30在常温下都具有良好的稳定性,在0~5℃区间PODE掺混比例高于20%将出现浑浊现象,混合燃料的黏度随着掺混比例增加与温度升高而逐渐下降;随PODE掺混比例的增加,混合燃料的活化能下降,综合燃烧指数提高,P10,P20和P30的起始失重温度相对于柴油分别降低了3.3,4.3,5.3℃,起始燃烧温度分别降低了9.4,17.8,24.2℃;柴油机燃用柴油-PODE混合燃料时,随着PODE掺混比例的增加,滞燃期缩短,放热率曲线和压力升高率曲线向前偏移,缸内最高压力提高;在标定工况下,燃用P10,P20和P30的烟度较燃用柴油分别降低了26.1%,31.2%和34.8%,颗粒物较柴油在各粒径下的质量浓度均有不同程度降低,且分布峰值向小粒径偏移。     

Emission Characteristics of a Diesel Car Fueled with Biodiesel

在一辆柴油轿车上燃用纯柴油、柴油中分别掺混5％、10％、20％和50％的B5、B10、B20和B50混合燃料以及纯生物柴油B100,进行整车NEDC循环的排放试验,研究其CO、HC、Nox和PM的排放特性.结果表明:柴油轿车燃用这6种燃料的CO、HC和PM排放主要集中在ECE15市区行驶循环,而EUDC城郊行驶循环的Nox排放量比ECE15循环有所增加.随着生物柴油掺混比例的升高,柴油轿车的CO、HC和PM排放量均有所降低.燃用掺混比例较低的B5、B10和B20混合燃料时,Nox排放略低于纯柴油;而燃用掺混比例较高的B50和B100时的Nox排放比纯柴油高.     

关于载荷及工况对国六重型柴油车排放的影响探讨

本文基于一辆国六排放水平的N2重型柴油车,分析探讨了载荷及工况对车辆NO_x和颗粒物数量(PN)排放的影响。结果表明:相比于空载,半载NO_x比排放降低了2.22%,PN比排放升高了1.73%;满载NO_x比排放降低了12.36%,PN比排放升高了12.97%。相比于城市工况,市郊工况NO_x比排放降低了72.1%-79.8%,PN比排放增加了35.2-142.5倍;高速工况NO_x比排放降低了95.9%-97.6%,PN比排放增加了36.1-154.5倍。基于发动机后处理的工作原理,对上述结果进行了简单分析并提出了解决方法,以减小载荷及工况对国六重型柴油车排放的影响。     

含氧宽馏分燃料在压燃式发动机上的燃烧和排放特性

宽馏分燃料由于其优异的理化特性,可改善压燃式发动机的燃烧和排放特性。但由于其着火性较差,易出现燃烧效率低、冷起动困难等问题。为改善汽柴油混合宽馏分燃料的着火性,同时提高燃料的含氧量以进一步降低颗粒物排放,将高十六烷值、高含氧量的聚甲醛二甲醚(PODE)与传统柴油和汽油进行掺混,配制成含氧宽馏分燃料(GDP燃料),并在轻型车用四缸柴油机上对其进行试验研究。结果表明,用GDP燃料可使燃烧效率明显提高,有效热效率比原机高1%~4%,同时降低中小负荷NOx和碳烟的排放,使总颗粒物的质量和数量排放大幅度下降。     

单缸柴油机掺烧不同比例甲醇混合燃料的仿真研究

对单缸直喷柴油机燃用不同掺混比的甲醇和柴油混合燃料对柴油机动力性、经济性、燃烧特性以及排放性的影响进行了仿真研究。研究结果表明,在柴油机基本结构和参数不作改动的情况下,随着混合燃料中甲醇添加比例的增大,柴油机的动力性有所下降,燃油消耗明显上升,NOX和CO排放量下降幅度较大;甲醇-柴油混合燃料的燃烧特性得到改善,具有较高的燃烧热效率。     

瞬态工况对车辆污染物排放的影响

试验室使用的稳态工况和车辆在城区道路行驶时的瞬态工况有很大差异,测试结果不能真正反映车辆的瞬态排放工况,文章主要介绍了CO,HC及NOx的生成机理,阐述了瞬态工况对汽油车和柴油车各个污染物排放的影响,提出车载排放测试技术可以不受这些因素影响,可以在实际道路运行条件下对车辆排放进行实时测量,真实反映车辆实际道路行驶的排放情况,反映外界环境条件的变化对车辆排放的影响。     

酯类含氧燃料组分对柴油机燃烧与排放特性的影响研究

为了进一步研究生物柴油和碳酸二甲酯（DMC）在柴油中的调配比例对柴油机性能的影响,在体积比90％的柴油中分别掺混10％生物柴油、10％DMC及5％生物柴油与5％DMC的混合物,连同柴油组成B10,D10,B5D5和柴油4种燃料,考察了不同含氧燃料对柴油机燃烧过程、经济性和排放性的影响。结果表明,3种含氧燃料对柴油机缸内最高燃烧压力和压力升高率峰值影响不大,B10的放热峰值略有降低,而DMC的加入使B5D5和D10的放热峰值明显升高。DMC造成的着火延迟效应要比同比例生物柴油造成的着火提前效应更明显。B10和D10的当量燃油消耗率与柴油基本相当,但B5D5的当量燃油消耗率略有降低。发动机燃用B10时,除NOx在全负荷时升高7．9％外,CO,HC和炭烟排放相对有所降低;而混合燃料中DMC的引入虽不利于HC和CO的氧化,但可同时降低烟度和NOx排放。     

柴油/生物柴油/乙醇三元混合燃料最佳掺烧比的研究

运用均匀设计研究柴油/生物柴油/乙醇混合燃料的最佳掺烧比,建立以NOx、燃油消耗率、烟度为评价指标的二次多项式模型,确定基于评价指标单独优化及综合优化的最佳掺烧比。结果表明,以NOx为优化目标,综合考虑所有工况,生物柴油的掺烧比例与乙醇的掺烧比例应当成反比,柴油/生物柴油/乙醇最优掺烧比为0.85/0.05/0.1。以燃油消耗率为优化目标,综合考虑所有工况,随着生物柴油比例的增加燃油消耗率先减少后增大,随着乙醇比例增加燃油消耗率增大,柴油/生物柴油/乙醇最佳掺烧比为0.72/0.23/0.05。以烟度为优化目标,综合考虑所有工况,随着生物柴油比例的增加烟度先减少后增大,随着乙醇比例增加烟度增大,柴油/生物柴油/乙醇最佳掺烧比为0.74/0.21/0.05。以综合为优化目标,柴油/生物柴油/乙醇最佳掺烧比为0.75/0.25/0.05。     

含氧燃料与进气氧浓度对柴油机燃烧与排放的影响

在1台4缸高压共轨柴油机上,通过向柴油中掺混0%,10%,20%正丁醇(质量分数),研究了在不同进气氧浓度条件下,掺混燃料含氧量对柴油机燃烧特性与排放的影响规律。研究结果表明:进气氧体积分数处于20%~21%之间时,燃用3种燃料的滞燃期均不随氧浓度的变化而变化;随着掺混比例的增加,燃料中含氧量增加,这导致了滞燃期的增加,且随着进气氧浓度的降低,滞燃期受燃料性质的影响作用不断增强;随着燃料中含氧量增加,炭烟(Soot)排放逐渐减小;掺混燃料的含氧量对NO_x排放的影响不明显,而对指示热效率的提升有积极作用,在进气氧体积分数小于15%时,燃料含氧量对指示热效率的促进作用减弱。     

车用增压柴油机燃用不同掺混比生物柴油的试验研究

采用不同掺混比的生物柴油分别对两台进口增压中冷车用直喷式柴油机和一辆客车进行了经济性、动力性和排放特性台架试验及车辆道路试验。研究表明,纯生物柴油或生物柴油与柴油的掺混燃料可以有效地降低排放物HC、CO、PM和烟度,而动力性和油耗略有下降和上升,NOx排放有不同程度的增加。结果与分析还表明,在发动机不做任何改动和调整时,燃用B20(20％生物柴油)可以取得令人满意的结果。