车用高压共轨柴油机瞬态工况微粒排放粒度分布的分析

对高压共轨柴油机稳态与瞬态工况下的微粒排放粒度分布进行了实验研究。结果表明,高压共轨柴油机排气微粒粒径大部分处于250nm以内,超细微粒占绝大多数。稳态工况下,随负荷增加微粒数量浓度分布曲线峰值逐渐向大粒径方向移动,大负荷工况下峰值开始进入积聚态区域。在瞬态工况下,微粒粒度分布曲线呈单峰形态,平均数量浓度分布峰值位于核态区域,峰值区间为15~25nm。在同一负荷(当量比0.5)下,稳态工况的核态微粒的数量、表面积和体积浓度均较稳态工况大幅度上升;随着瞬变率的增大,核态微粒数量浓度增加而积聚态微粒数量浓度下降。     

PFI汽油机排气微粒数浓度及粒径分布研究

在不同转速和负荷下,用快速微粒光谱仪(DMS500)对PFI汽油机排气微粒的数浓度和粒径分布进行了测量.结果表明:在中低负荷下,PFI汽油机产生的微粒几乎全部为纳米级核模态粒子,随着负荷的增加,微粒数浓度单调增加,并且峰值粒径向粒径增大方向迁移;微粒的几何平均直径(GMD)和中位直径(CMD)都是随着负荷的增加而逐渐增...     

EGR对轻型柴油机超细颗粒排放的影响

基于1台匹配废气再循环(EGR)系统的轻型柴油机,在中低负荷下研究了EGR对发动机超细颗粒排放的影响.研究发现:各工况下,随EGR率的增大,颗粒排放中核模态颗粒数量浓度在各粒径下有所减少,核模态颗粒排放数量速率和质量速率有减少趋势,且在最大扭矩转速的低负荷工况更加明显;积聚态颗粒数量浓度在各粒径下都增加,积聚态颗粒排放数量和质量速率也都增加,且中负荷时更加明显,而积聚态颗粒数量浓度峰值粒径基本没有改变.随EGR率的增大,总的超细颗粒排放数量速率在最大扭矩转速的低负荷工况减小,而其他工况都明显增加.由于积聚态颗粒总质量浓度占超细颗粒总质量浓度比例达99%,所以超细颗粒排放质量速率也都增加,几何平均粒径也都明显增大.在低负荷较低EGR率和中负荷较大EGR率时,过高的喷油压力都将使超细颗粒排放数量速率增加.     

燃料特性对柴油机排放微粒粒度分布的影响

利用微粒粒径分析仪进行测试,以研究不同理化特性的燃料对直喷式柴油机微粒排放粒度分布的影响规律,分析了柴油机微粒排放粒度分布特征。结果表明,柴油机的微粒排放大部分在1μm以下,以粒径50nm为分界,基本可以分为核态和积聚态两种。测试中微粒粒数浓度随着稀释比的增加而加大,同时微粒分布趋向核态。与转速相比,负荷变化对微粒粒度分布的影响较大,随着负荷的增大,核态PM所占比例减小。与欧Ⅲ柴油相比,生物柴油燃料核态微粒较多,积聚态微粒较少。天然气合成柴油燃料的核态和积聚态微粒浓度均低于欧Ⅲ柴油燃料,但其积聚态微粒浓度高于生物柴油燃料。     

铁基燃油添加剂对柴油机颗粒排放影响的试验研究

基于发动机试验台架,对柴油中添加微量的铁基燃油添加剂进行了试验,从颗粒物数量浓度和粒径的分布特性、排气烟度、颗粒物的氧化特性等方面研究了燃油添加剂对柴油机颗粒物排放的影响。研究结果表明：燃油添加剂能降低柴油机排气温度和排气烟度。加入添加剂后,核模态颗粒数量浓度增加,峰值粒径也增加;积聚态颗粒数量浓度无明显变化;颗粒物总数量浓度增加,但添加剂浓度对颗粒数量浓度影响较小。添加剂使颗粒物中SOF含量增加,同时也使得微粒的氧化表观活化能和起燃温度都降低。     

稀燃条件下甲醇汽油混合燃料颗粒物排放特性

在1台GDI增压汽油机上,进行了稀燃发动机燃用M0,M10和M20(其中M0为汽油,M10为甲醇体积分数10%、汽油体积分数90%的混合燃料,以此类推)甲醇汽油混合燃料的试验,研究了在稀燃条件下甲醇汽油混合燃料对GDI发动机颗粒粒径分布特性、数量浓度特性和质量浓度特性的影响。试验结果表明:在稀燃条件下,随着甲醇比例的增加颗粒数量浓度峰值逐渐增大,颗粒数量浓度随粒径分布呈现出双峰分布;颗粒中的核态颗粒和积聚态颗粒的总数量都随甲醇比例的增加而增加,其中M20的积聚态和核态颗粒数量浓度最大;颗粒粒径峰值都随着甲醇比例的增加逐渐增大,并且核态颗粒粒径峰值主要集中在20.54~31.62nm,积聚态颗粒粒径峰值主要集中在56.23~100nm;颗粒质量浓度随甲醇比例的增加而增大,粒径分布在316~700nm的积聚态颗粒明显增多,积聚态颗粒质量浓度随粒径分布的范围明显增加,质量浓度也相应增加,而粒径分布在56.23~316nm范围内的颗粒质量浓度却在降低。     

汽油/柴油混合燃料对压燃式发动机燃烧及超细微粒排放的影响

对一台高压共轨增压中冷压燃式发动机燃用汽油/柴油混合燃料的燃烧和排放特性进行试验研究,分析不同汽油掺入比例对发动机的燃烧过程和微粒排放粒度分布的影响规律。结果表明,燃用汽油/柴油混合燃料改善了燃料的挥发性,有助于加快油气混合,增大预混合燃烧量,显著降低排气烟度,但会导致NO_x排放增加,在较大负荷工况下更为明显。引入适当的废气再循环,可同时降低NO、和微粒排放。随汽油掺入比例的增加,燃烧持续期缩短,有利于改善燃烧定容性,配合EGR、喷油参数等燃烧边界条件的控制,合理匹配燃烧相位,有利于提高发动机热效率。但过大的汽油掺入比例易导致燃料着火性变差,滞燃期延长,燃烧相位过于推迟,热效率有所降低。燃用汽油/柴油混合燃料时,微粒数量浓度分布曲线中核态微粒与积聚态微粒数量浓度峰值均向小粒径方向移动。随着负荷的增加,预混合燃烧量减少,汽油掺入比例对微粒排放浓度的影响加大。在中等负荷工况下,汽油掺入比例在40%以上的混合燃料能够有效降低积聚态微粒数量浓度。     

柴油—生物柴油—乙醇发动机烟度与微粒排放特性研究

通过发动机台架试验,研究了燃用柴油—生物柴油—乙醇混合燃料(BE-D)、柴油时的烟度和微粒的排放规律。结果表明:BE-D燃料相比柴油自由加速烟度低18%,中高转速全负荷下的排气烟度低36%~56%;BE-D燃料相比柴油的微粒排放在中高转速、大负荷下低43%~58%,但低速下由于有机碳氢微粒的排放量增加,BE-D燃料的排气微粒浓度较柴油高。     

PFI发动机灰分载量对GPF的影响研究

基于一台装有汽油机颗粒物捕集器(GPF)的1.4T进气道燃油喷射(PFI)发动机研究了发动机在不同负荷下的原始颗粒物排放特性和不同灰分载量对GPF过滤性能的影响。结果表明:在中小负荷下,发动机排放的颗粒物主要为核模态,在大负荷下,则存在粒径10～25 nm的核模态和100～200 nm的积聚模态颗粒物;灰分载量对GPF的工作特性有较大影响,灰分载量为0的GPF对颗粒物的捕集率约为85%,而灰分载量为5 g/L的GPF捕集率达97%;发动机排气背压、温度和燃油消耗率随GPF灰分载量的增加而提高,灰分载量为20 g/L时的燃油消耗率相比灰分载量为0时提高了3%～7%。     

泵气平均有效压力与排气压力波关系的试验研究

针对某增压6缸柴油机进行了不同负荷特性下缸内压力和排气压力波的测量,分析了不同负荷特性下泵气平均有效压力与泵气排气压力波之间的关系。试验结果表明:对于增压6缸柴油机,当配气相位相同时,在不同的负荷特性下,泵气排气压力波强度随泵气平均有效压力的变化规律是不同的。在800 r/min和1 000 r/min负荷特性下,泵气排气压力波强随着泵气平均有效压力的增大而增大;在1 400 r/min和1 800 r/min负荷特性下,泵气排气压力波强随着泵气平均有效压力的增大先减小再增大;在2 200 r/min负荷特性下,泵气排气压力波强随着泵气平均有效压力的减小而减小。     

测量条件对柴油机排放PM尺寸分布的影响

研究了不同测量条件对柴油机PM尺寸与浓度分布测量的影响,在一台单缸柴油机上用SMPS测量装置测量了不同运转条件下柴油机PM排放,试验中采用不同的稀释比、稀释空气温度、取样点位置等,在大量的试验研究基础上,分析了柴油机PM排放的特征和主要影响因素。结果表明,随稀释比增加,PM尺寸趋向于累积模式分布或粗粒子模式分布,其浓度趋于降低;随着稀释空气温度的升高,PM质量和数量也相应降低,低负荷时PM峰值浓度移向细小颗粒的碳核模式区域;取样点位置远离排气出口,PM浓度逐渐减小,累积模式尺寸的PM数增多。     

柴油S含量与净化装置对柴油机排放的影响

论述了柴油S含量对柴油机烟度排放的影响,对62辆柴油车辆燃用S含量高的市售柴油与特配的低S柴油进行了自由加速滤纸式烟度排放对比试验,证实S含量低,烟度排放低。研究了柴油机排气净化器对排气PM中硫酸盐含量的影响,通过发动机试验方法,得出Pd/γAl2O3 催化净化剂促进了排气中的SO2 向硫酸根的转化,使排气PM中硫酸盐含量增加的结论。     

Experimental investigation and comparison of nanoparticle emission characteristics in light-duty vehicles for two different fuels

In recent years, particle number emissions rather than particulate mass emissions in automotive engines have become the subject with controversial discussions. Recent results from studies of health effects imply that it is possible that particulate mass does not properly correlate with the variety of health effects attributed to engine exhaust. The concern is now focusing on nano-sized particles emitted from I. C. engines. In this study, particulate mass and particle number concentration emitted from light-duty vehicles were investigated for a better understanding of the characteristics of the engine PM from different types of fuels, such as gasoline and diesel fuel. Engine nano-particle mass and size distributions of four test vehicles were measured by a condensation particle counter system, which is recommended by the particle measurement program in Europe (PMP), at the end of a dilution tunnel along a NEDC test mode on a chassis dynamometer. We found that particle number concentrations of diesel passenger vehicles with DPF system are lower than gasoline passenger vehicles, but PM mass has some similar values. However, in diesel vehicles with DPF system, PM mass and particle number concentrations were greatly influenced by PM regeneration. Particle emissions in light-duty vehicles emitted about 90% at the ECE15 cycle in NEDC test mode, regardless of vehicle fuel type. Particle emissions at the early cold condition of engine were highly emitted in the test mode.     

柴油机颗粒排放物中可溶性有机物的成分分析

通过微孔均匀沉积冲击器对柴油机不同负荷工况下排气中的颗粒物进行取样,采用索氏萃取法对颗粒物样品中的可溶性有机物有效提取,并结合气相色谱‐质谱联用仪对可溶性有机物的成分进行分析。结果表明：在柴油机不同工况条件下,可溶性有机物主要由烷烃类、酚类、酯类及酸类等成分组成。随着负荷的增加,各成分所占比例发生明显变化,在部分工况下,有少量的芳香烃及其衍生物（萘、菲等）出现;可溶性有机物成分中的碳原子数大致分布在C10～C35,其中C14,C16和C19所占比例较高。在高负荷工况下,可溶性有机物成分中出现了高碳链烷烃,主要来自未完全燃烧的机油或燃油添加剂。     

两种柴油机过滤器过滤效果对比研究

采用自行设计安装的柴油机微粒取样系统在5个工况下对袋滤器和陶瓷微粒过滤器过滤后的微粒进行采集:一部分样品用于过滤效率的对比,另外一部分样品利用气相色谱—质谱技术(GC—MS)用于排气微粒中可溶有机成分(SOF)的分析。通过对过滤效率、微粒成分相对质量和微粒中SOF与IOF所占比例的分析对比可以看出,袋滤器是一种较好的柴油机微粒过滤器。     

Experimental Investigation of Impacts of Injection Timing and Pressure on Combustion and Particulate Matter Emission in a Spray-Guided GDI Engine

A detailed investigation of the impact of injection timing and injection pressure on combustion and particles of a spray-guided GDI engine was conducted, under different engine operating conditions. The results indicated that, more proportion of large particles were emitted when increasing engine load, and the peak of accumulation mode particles moved toward smaller size when rising engine speed. With retarding the injection timing, the in-cylinder pressure and heat release rate rose first and then dropped at 2000 rpm, but they continuously rose at lower or higher speed conditions. The total particles concentration curves at all cases showed a trend of U-shape, and the corresponding timing of the lowest particles concentration advanced as the engine speed or load increased. The minimum value of emitted particles first rose and then fell when increasing load at 2000 rpm conditions, and it continuously rose when increasing speed at 40 Nm conditions. Generally, injection pressure did no sensitively affect combustion process except that it showed a relatively strong impact at low load conditions. However, particulate matter could be effectively inhibited by elevating fuel pressure from 5.5 to 11.5 MPa at all cases. In detail, the total particles concentration continuously fell at low speed and mid speed-high load cases, but it showed a rose trend when further increase fuel injection pressure at mid speed-low load and high-speed conditions.     

DOC对柴油机排放微粒中碳质组分的影响

针对一款装有DOC的柴油机,利用IMPROVE(Interagency M0nitoring 0f Protected Visual Environment)TOR方法对排放微粒的碳质组分进行试验研究.结果表明:碳质组分的排放速率均随着负荷的增加而增加,随着转速的增加,负荷的变化对碳质组分的影响更加明显;随着负荷的增加...