车用发动机燃用生物柴油的颗粒数量排放

研究了车用电控共轨柴油机燃用生物柴油燃料的排放特性,重点探讨了排气颗粒数量的尺寸分布及浓度特性。所用4种燃料分别为纯柴油、纯生物柴油、生物柴油掺混体积配比分别为10%和20%的B10、B20混合燃料。结果表明:与柴油相比,使用B10和B20燃料的气态排放变化较小,纯生物柴油的HC和NOx排放有明显变化。柴油机排气颗粒数量的尺寸分布呈现单峰或双峰对数分布。生物柴油降低了聚集态颗粒的数量浓度,同时增加了核态颗粒的数量浓度。随着生物柴油配比的增加,发动机排气颗粒总数量浓度大都呈持续上升趋势,在高负荷下更为明显。但在低负荷燃用低配比生物柴油燃料时,聚集态颗粒数量的影响变大。     

掺烧不同比例生物柴油的发动机性能研究

对燃用不同掺烧比例生物柴油的一台进口车用增压中冷直喷柴油机进行动力性、经济性和排放特性试验.结果表明:发动机功率基本上随生物柴油掺烧比例增加呈线性下降趋势;油耗随掺烧比例增加而增加;生物柴油有一定的降低CO排放的效果,但不是很明显;掺烧生物柴油对HC和颗粒物的排放有明显的降低效果;但对于Nox,情况有些不同:掺烧10%的生物柴油几乎在所有工况下Nox排放都有所降低,而掺烧20%和30%生物柴油后,Nox排放则略有增加,且基本在3 000r/min以上的工作区域.     

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。     

柴油轿车燃用混合燃料道路颗粒物排放测试

在一辆柴油轿车上分别燃用纯柴油(D100)及其与体积分数10%的生物柴油、丁醇、天然气制油和煤制油混合而成的4种替代燃料(BD10、Bu10、G10、C10),采用EEPS颗粒物粒径分析仪进行了实际道路颗粒物排放试验。结果表明:试验车辆燃用4种混合燃料的颗粒物排放均比燃用纯柴油有所降低;燃用BD10和Bu10引起大粒径颗粒物排放量降低,燃用G10和C10则使各粒径范围颗粒物排放量整体降低;与D100相比,燃用BD10、Bu10、G10和C10时的全程颗粒物数量排放率分别降低了13.23%、29.28%、26.72%和1.89%,全程颗粒物质量排放率分别降低了25.93%、30.61%、17.16%和11.41%。     

生物柴油的排放特性试验研究

对一台轿车用柴油机燃烧低比例生物柴油的排放污染物进行了试验研究,分析了不同配比的生物柴油燃烧污染物随发动机转速、发动机负荷的变化规律.试验结果表明:生物柴油可以有效地降低柴油机的排气污染物,尤其是烟度污染物;随着生物柴油掺混比例的增加,烟度和THC污染物的排放呈线性下降,而CO和NOx排放物的变化受发动机的转速和负倚影响很大.     

柴油机燃用生物柴油的排放特性试验研究

在一台四冲程直喷式柴油机上进行了燃用生物柴油混合燃料的试验研究,分析了掺混不同比例生物柴油时柴油机的燃烧与排放性能.结果表明,与燃用纯柴油相比,燃用生物柴油混合燃料可改善燃烧过程,大幅降低HC、CO的排放,但同时会引起NOx排放量的增大;燃用生物柴油可大幅降低微粒排放,且随柴油中掺混生物柴油比例的增大,降低程度也逐渐增大.     

煤基燃料燃烧颗粒物对颗粒捕集器沉积过程的影响

探讨了柴油机燃用代用燃料后,排气颗粒物结构特征的变化规律。依据柴油机台架试验,使用0%、5%、15%甲醇掺混比的F-T(Fischer–Tropsch)合成柴油,在标定工况下采集颗粒。用同步辐射小角散射分析方法测量颗粒物摩擦力、粒径等参数。基于实验数据,在EDEM软件中建立颗粒模型,模拟了颗粒碰撞沉积过程。结果表明：随甲醇掺混比的增加,甲醇、F-T柴油燃烧颗粒间摩擦力增加0.6 N,平均粒径增加2.44 nm。沉积过程中,颗粒捕集器（DPF）单元体非迎风面的沉积量急剧增加;颗粒沉积效率随沉积时间的增加而增加;随摩擦力增大、粒径增大,颗粒层厚度及颗粒链长度也随之增加。甲醇掺混比的改变使得颗粒整体向更多、更细的方向变化,燃料类型及掺混比的改变显著影响了颗粒在DPF载体上的沉积状态。     

汽油车和天然气汽车颗粒物排放特性研究

利用颗粒物数量测试仪器ELPI对瞬态循环下的汽油车和天然气汽车的颗粒物排放进行了测量研究,研究结果表明:汽油车排放的颗粒物明显多于天然气汽车,两种燃料车辆排放的颗粒物中粒径小于70nm的颗粒物均占绝对优势,占总排放量的80%～90%;大于200nm的颗粒物在总排放颗粒物中占的比例非常小;颗粒物数量排放浓度与车辆速度基本成正比例关系,颗粒物数量排放随速度的增加而增加;在车辆速度大于70km/h后,颗粒物数量排放随车速急剧增加.     

共轨柴油机燃用生物柴油-汽油混合燃料的性能与排放研究

为了研究生物柴油在柴油机上的应用,在一台6缸高压共轨柴油机上进行生物柴油与汽油混合燃料的性能试验。研究结果表明:随着汽油掺混比的增加,生物柴油-汽油混合燃料的黏度、凝点和馏程温度降低,热值有所提高;在部分负荷和中等负荷下,生物柴油-汽油混合燃料的峰值燃烧压力、峰值放热率和燃烧温度都会升高;在大负荷下,3种燃料的缸内压力、瞬时放热率和燃烧温度相差不大。发动机转速为1 400 r/min时,与生物柴油相比,BD90G10和BD83G17的NO_x排放分别增加4.2%和6.7%,而炭烟排放显著降低。对于超细颗粒物(D<220 nm)而言,混合燃料的峰值数浓度对应的直径小于生物柴油;在低负荷和中等负荷下,汽油掺混能够有效降低超细颗粒物排放,但在大负荷下,BD90G10和BD83G17的颗粒数浓度相差不大,表明汽油掺混比的进一步增大对超细颗粒物排放的减少影响较小。     

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。     

柴油机燃用生物柴油的氮氧化物排放特性

研究了某直喷式柴油机分别燃用5种不同生物柴油掺混比例的混合燃料时NOX排放以及NO、NO2、N2O等氮氧化物主要组分的排放特性.结果表明,NOx放曲线形态较为接近,低负荷时差异较小,随负荷增加,其排放差异增大;NO排放随着负荷上升而增加;NO2排放在低负荷和高负荷均较低,中间负荷最高;N2O在低负荷时有一定生成量,中高负荷N2O排放几乎为零;随生物柴油掺混比例的提高,NOX和NO排放增加幅度增大,NO2排放有所降低.     

柴油轿车燃用煤基F-T合成燃料的瞬态工况排放特性

依据GB 18352.3—2005Ⅰ型试验循环,对满足国Ⅳ排放标准的国产柴油轿车分别燃用国Ⅱ柴油(简称为F-T0);混合比例为10%(90%为国Ⅱ柴油,10%为煤基F-T合成燃料,体积比,简称为F-T10)的国Ⅱ柴油-煤基F-T合成燃料混合燃料的HC、CO、NOx、CO2和颗粒数量瞬态排放属性进行了研究。结果表明,GB 18352.3—2005Ⅰ型试验循环中,该车燃用F-T0与F-T10加速工况的HC、CO、NOx和CO2排放较高;随着车速的增加,该车燃用F-T0与F-T10的CO排放降低,CO2和NOx排放增加,HC排放呈先增加后下降再增加的变化趋势,核模态颗粒数量排放呈先增加后下降的变化趋势,积聚态颗粒数量排放呈先下降后升高再下降的变化趋势;随着车辆加速度的增加,该车燃用F-T0与F-T10的HC、CO、NOx和CO2排放增加;F-T0与F-T10怠速和匀速工况的核模态、积聚态颗粒数量排放较低;F-T0加速工况的核模态颗粒数量较高,F-T10低速加速及高速减速工况的核模态颗粒数量较高;F-T0与F-T10减速工况的积聚态颗粒数量排放较高;煤基F-T合成燃料可有效降低该柴油轿车的HC、CO、NOx、CO2和颗粒数量排放。     

液化石油气汽车颗粒物数量排放特征的研究

利用颗粒物数量测试仪器ELPI对瞬态循环下的汽油车和液化石油气汽车进行颗粒物排放测量.结果表明,两种车辆排放的颗粒物中,粒径小于70nm的颗粒物均占绝对优势,占总排放的80％～ 90％;大于490nm的颗粒物在总排放中的比例均非常小.且颗粒物数量排放浓度随着车速的升高而增加,尤其是车速超过70km/h后,颗粒物数量排放随车速的增幅升高.但两种车辆相对比较,汽油车排放的颗粒物数量比液化石油气汽车多.     

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。     

DOC+POC对发动机燃用柴油与B20排放颗粒的净化性能研究

对一台车用高压共轨直喷式柴油机,分别燃用纯柴油和B20燃料,在未加装后处理装置的原机和加装柴油机氧化催化器与颗粒氧化催化转化器(DOC+POC)后处理装置的两种状态下,利用EEPS颗粒粒径谱仪,测试其排气颗粒数量排放及其粒径分布。结果表明:未加装后处理装置时,燃用B20燃料的核态颗粒数量排放略高于柴油;而聚集态颗粒的数量排放则低于柴油;加装DOC+POC后处理装置后,排气颗粒数量排放明显下降,颗粒净化效率存在两个较高的峰值,一个在粒径10nm附近的核态颗粒区域,另一个在粒径300nm附近的聚集态颗粒区域。燃用B20燃料时,总的来说排气颗粒数量排放低于柴油,一DOC+POC对多数工况下颗粒的净化效率明显高于柴油。     

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.     

正丁醇-柴油对柴油机燃烧及排放影响的试验研究

通过配制不同正丁醇掺混比例的正丁醇-柴油混合油,在不改变供油提前角和燃油系统的条件下,测量了柴油机燃用正丁醇-柴油混合油的气缸压力、放热率以及NOx、炭烟等排放污染物,探讨了正丁醇掺混比例对柴油机燃烧过程的影响规律,分析了正丁醇对排放污染物的作用过程。结果表明:正丁醇掺混比例为0%,5%,10%时,低转速、低负荷工况下,缸内最大燃烧压力分别为6.2MPa,5.9MPa和5.8MPa,与燃烧柴油相比略有降低;高转速、高负荷工况时,缸内最大燃烧压力分别为7.5 MPa,7.6 MPa,7.7 MPa,与燃烧柴油相比稍有增加;随着正丁醇掺混比例增加,柴油机的CO和HC排放升高,在中低负荷下NOx排放有所降低,高负荷时升高明显,平均增加了6.4%,炭烟排放降低明显,燃用正丁醇添加比例为5%和10%时,在高负荷下炭烟分别下降了25%和36%。     

柴油替代燃料乘用车实际道路气态物排放特性

采用Horiba OBS-2200便携排放测试仪对一辆柴油乘用车进行实际道路车载排放测试,研究其燃用国Ⅳ柴油(D100)及其与10%其它替代燃料的混合燃料,包括生物柴油(B10)、煤制油(C10)、天然气制油(G10)和丁醇(Bu10)时在不同车速和加速度下的CO、THC、NOx和CO2排放特性。结果表明:与纯柴油相比,1车速高于20km/h时,混合燃料的CO排放有不同程度的下降;Bu10的THC排放增加16.3%;中低车速时Bu10的NOx的排放较低,高车速时Bu10、B10的NOx排放高10%左右;2中低车速(20～50km/h)加速时,混合燃料的NOx排放都有不同程度的降低,减速时,B10、C10的NOx排放略有升高;3高车速(80～110km/h)时,Bu10的THC排放较高;B10、Bu10的NOx排放在加速时升高20%～30%,减速时略有降低。     

柴油/PODE重型车辆的实际行驶经济性与排放特性

针对柴油/PODE混合燃料发动机虽满足实际道路排放法规的需求,但实际道路的高瞬态性导致其瞬态结果与实验室稳态结果不符的问题,按照国Ⅵ排放标准测试流程,采用便携式排放测量系统对一台燃用柴油/PODE混合燃料的国Ⅵ重型牵引车的实际道路排放进行研究。研究定制由比功率、车速和加速度等信息共同定义的车辆工况分箱,以更加细致地衡量车辆排放及经济性能。数据统计分析结果表明：对于所有燃料,在工况多变的市区工况下CO和PN排放最高,在柴油中添加PODE能够显著降低CO和PN排放,其全路况比排放综合降幅为50%左右;掺混PODE后实际道路NO_x排放增加,在高速工况下最高,其比排放增加幅度低于20%;重型车辆常用工况为高速工况,高速中等功率需求工况下排放和燃油消耗率最多,在市区路段时,低速小功率需求工况占据大部分的时间,其排放和燃油消耗率仅次于高速中等功率需求工况,PODE的添加使得燃油消耗率增加;当PODE掺混比为30%时,发动机整体有效热效率为40.3%,比燃用纯柴油时提高了约2%;当PODE掺混比为20%时,其整体有效热效率相比D100反而有所下降,这与实际道路行驶条件下的高瞬态...     

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。