航空发动机污染物排放量估算方法

借助发动机性能模型, 研究了发动机性能退化对氮氧化物(NO_x)、一氧化碳(CO)、未燃碳氢化合物(UHC)与碳烟颗粒(Soot)排放的影响, 提出了基于飞行参数与发动机性能模型的污染物排放总量估算方法。利用ICAO排放数据拟合得到发动机地面状态下的参考排放指数, 利用相对法模型得到飞行状态下的排放指数, 根据航班飞行参数和发动机性能模型估算航班污染物排放总量。研究结果表明: 性能退化对污染物的排放指数影响较大, 仅考虑进对燃油消耗量的影响, 性能退化对NO_x排放总量的影响较小, 但会引起CO、UHC与Soot排放总量的上升。执行中短途航班的双发民航飞机的NO_x排放总量最高约为100kg, 其次为CO, 约为20kg, 而UHC和Soot的排放总量较低, 小于1kg。老化发动机的CO、UHC与Soot的排放总量增加约为10%, 而NO_x排放总量增加约为2%。     

轻型汽车ASM排放特性

应用加速模拟工况排放测试方法对3000多辆在用轻型汽油车进行了排放测试, 通过对实验结果进行统计分析, 研究了车辆CO、HC、NO_x的排放特性, 通过回归分析得出了CO、HC、NO_x的排放值与车辆行驶里程、车龄的数学关系式。结果表明车辆行驶里程从1.0×10⁵km增长到3.0×10⁵km, CO、HC、NO_x排放值增大约0.24~0.73倍, 车龄从2a增长到10a, CO、HC、NO_x的排放值增长约1.7~2.0倍, 4a内车龄车辆的CO、HC、NO_x排放不合格率在10%以下, 10a以上车龄CO、HC、NO排放不合格率大于20%。     

航班飞行各阶段污染物排放量估算方法

分析了国际民航组织标准排放量模型, 推导了各阶段飞行时间、推力、燃油流量等参数的计算公式, 以替代ICAO标准排放量模型的飞行时间与燃油流量。考虑了大气环境与飞行参数的影响, 给出了各种污染物的排放指数修正模型, 以计算各个飞行阶段的排放参数。以B737-800飞机执飞“西安—烟台”航线为例, 在空中交通仿真平台上运用Delphi编程计算了航班飞行各阶段的污染物排放量, 分析了污染物排放量的变化情况。计算结果表明: CO₂与NO_x的排放主要集中在航路飞行阶段, CO与HC的排放主要集中在机场滑行阶段, 4种污染物排放量从大到小的顺序依次为CO₂、NO_x、CO与HC, 计算结果与相同条件下ICAO参考值相差绝对值不超过1%。     

基于实船油耗与排放的拖轮航速优化

利用便携式排放测试系统对上海外高桥港近海拖轮进行了油耗与排放测试, 拟合了油耗、排放与航速的关系, 建立了巡航工况下的航速优化模型, 分析了拖轮最佳油耗和排放对应的航速。试验结果表明: 船舶CO₂的排放因子与燃油的品质和船舶工况相关, 与实船排放测试相比, 使用经验排放因子估算排放率是可行的; 当使用幂函数拟合CO、CO₂、THC、NO_x、PM、PN排放和油耗与航速关系时, 各拟合曲线的决定系数均大于0.9;仅对油耗优化, 当航速为7.21kn时, 拖轮单次巡航工况下的总油耗达到最小值, 相对最大航速12.00kn的油耗下降了33.40%;对油耗和NO_x排放进行优化, 得到的最优航速最大; 对油耗与所有排放同时优化, 得到的最优航速最小; 当航速为6.96kn时, 拖轮的总油耗、NO_x、PM和PN总排放达到最优值, 相对最大航速, 总油耗下降了33.29%, CO、CO₂、THC、NO_x、PM、PN减排率分别达到59.56%、76.37%、82.34%、92.36%、53.10%和62.25%。可见, 在最优航速时, 拖轮总油耗与总排放均显著减小。     

城市区域机动车排放定量评价方法

搭建了机动车车载排放测试平台, 获取了实际排放数据。对轻型车比功率进行了分区, 得到了3种排放污染物的质量排放率。基于OD数据反推, 将速度和加速度作为输入参数, 采用排放模型和交通仿真模型, 计算了城市区域的机动车排放总量与排放比例。计算结果表明: 在晚高峰时段, CO、HC、NO_x3种排放污染物的小时排放量分别为163.364 7、19.453 9、77.701 8kg; 轻型车、中型车和公交车的CO排放比例分别为65.45%、29.57%、4.98%;轻型车、中型车和公交车的HC排放比例分别为57.68%、26.03%、16.29%;轻型车、中型车和公交车的NO_x排放比例分别为48.11%、4.63%、47.26%;轻型车和中型车是CO和HC排放控制的重点, 而公交车为NO_x排放控制的重点。     

掺混生物柴油对相继增压柴油机燃烧性能的影响

为促进生物质能源应用,减轻国家对于化石能源的依赖,以某船用增压柴油机为研究对象,将其改造为相继增压系统柴油机,进行掺混生物柴油燃烧试验,在推进特性25%负荷试验时,生物柴油设置5% ~ 25%共5组配比,研究不同生物柴油配比对柴油机动力性、经济性及排放性的影响. 研究结果表明:在25%负荷时,掺混生物柴油燃烧与纯柴油燃烧相比,相继增压柴油机的动力性下降约6.5%,燃油消耗率增长约9.2%,NO_x排放量降低约9.8%,SOOT排放量降低约76.7%;相继增压柴油机掺混生物柴油燃烧时,其动力性及排放性均优于原机;在25%负荷时生物柴油最佳掺混率为25%,随着生物柴油配比增加其动力性与经济性下降较快,NO_x排放升高,掺混率不宜过高;改造为相继增压船用柴油机后,在一定程度上弥补了掺混生物柴油燃烧带来的不足.      

基于航行数据的北极地区船舶排放清单

基于自动识别系统分析了极地船舶航行数据, 考虑冰区船舶受力, 提出了主机功率估算模型; 选取劳氏船级社数据验证了主机功率模型的可行性与可信度; 结合3种不同的航行状态与排放因子、负荷因子建立了动态船舶废气排放模型; 选取中国远洋海运集团有限公司穿越北极地区的“永盛”轮等5艘船舶的航行数据, 使用燃油消耗法对船舶排放估算模型进行验证; 利用排放估算模型计算了北极地区船舶排放清单, 并在ArcGIS上显示排放的时空分布等特征。研究结果表明: 北极地区的各类船舶废气排放中, CO₂的排放量最多, 约为69.7%, NO_x和SO_x次之, 分别为13.3%和12.0%, CH₄最少, 为0.4%;各类船型的排放分担率最大的为集装箱船(29.3%), 其次为破冰船(28.8%), 其中集装箱船和散货船的废气排放量占比达到了50.4%;北极地区船舶废气CH₄、CO₂、CO、HC、NO_x、SO_x、PM的排放量分别为504.85、82 545.63、1 645.90、562.54、15 711.47、14 232.54、3 263.15 t, 与船舶交通流密度相符; 2016年9月散货船、集装箱船、油轮和渔船废气排放量最大, 10、11月逐渐减少, 这与该地区的冰封情况有较大关系; 一天内, 滚装船、渔船和破冰船的废气排放在11:00~18:00出现一段波峰, 这可能是由船舶的工作性质决定的。     

基于MOVES的车辆排放因子测试

应用机动车排放模拟器(MOVES) 的微观层次对车辆的排放因子进行了数值模拟, 采用便携式排放测试系统对试验车辆进行实际道路尾气排放测试, 基于测试结果从排放因子角度对MOVES输出的模拟值进行验证。分析结果表明: 在城市快速路上, 大型货车CO₂、CO、NO_x、HC、PM排放因子的模拟值与实测值的比值分别为1.40、0.72、1.01、1.05、1.05;在城市主干道上, 大型货车CO、NO_x、HC排放因子的模拟值与实测值的比值分别为0.70、1.07、1.07, 而CO₂和PM排放因子的模拟值与实测值的比值分别为1.63和2.12;在城市高速路上, 小型客车HC排放因子的模拟值与实测值的比值仅为0.34, 而CO₂、CO、NO_x排放因子的模拟值与实测值接近, 其模拟值与实测值的比值分别为1.22、1.05、0.86;在城市主干道上, 小型客车CO₂和NO_x排放因子的模拟值与实测值接近, 其模拟值与实测值的比值分别为1.20和1.10, 而CO和HC排放因子的模拟值与实测值的比值分别为2.25和0.53。测试结果在一定程度上反映了MOVES预测车辆排放因子的准确性, 表明使用MOVES模拟机动车排放因子时, 需要对相应参数进行修正, 才能更加真实地反映机动车排放水平。     

柴油机燃用生物柴油颗粒SOF排放实验研究

以车用柴油机为样机,研究发动机燃用生物柴油的常规排放,重点探讨其可溶有机组分的排放特性。研究所用燃油为柴油和生物柴油掺混,一种为配比20%的B20燃油,另一种为纯生物柴油B100。结果表明:与柴油相比使用柴油机燃用生物柴油后烟度变化并不明显,但在1 000rpm时全负荷工况明显下降,NOX排放数据有所增加;B100的SOF排放浓度及其占总颗粒物的百分比最大,B20最小;总颗粒物B100最少,B20最多;B100的SOF/DS基本上随转速增高而下降。     

电喷汽油机燃用甲醇-汽油混合燃料的性能

为了研究不同体积分数的甲醇-汽油混合燃料对多点电喷汽油机性能和排放的影响, 通过发动机台架试验, 对比分析了发动机的动力性、经济性及排放特性, 并用气相色谱分析仪测量了目前法规尚未限制的甲醇和甲醛排放, 探讨其排放特性及生成机理。实验结果表明: 在外特性工况运行时, 甲醇-汽油混合燃料发动机的输出功率在高转速时略高于汽油机, 有效燃料消耗率比汽油机低, 有效热效率比汽油机高; 在负荷特性工况运行时, 混合燃料发动机的有效燃料消耗率和有效热效率与汽油机基本相当; 随着混合燃料中甲醇体积分数的增加, CO排放有所降低, NO_x排放几乎保持不变, THC排放在大负荷时略有升高; 混合燃料发动机的甲醛排放明显高于汽油机, 并且随甲醇体积分数的增加而增大, 而甲醇排放低于汽油机。     

生物柴油特性分析与应用

生产生物柴油的主要原料是可再生的生物资源,生物柴油含氧而基本不含硫和芳香烃,具有良好的燃料品质和环境友好性.从能源战略角度分析,生物柴油是最为重要的代用燃料之一,柴油机不需改动即可使用生物柴油.柴油机使用生物柴油不仅利于改善燃料结构,而且可以降低有害物排放.     

柴油机掺烧重柴油的可行性研究

本文从节能的角度出发,研究了中小型柴油机掺烧重柴油的可行性。作者选取具有代表性的2135型柴油机做掺烧重柴油的试验。根据实验结果对柴油机掺烧重柴油后的负荷特性和排放特性的进行了分析,结果表明中小型柴油机掺烧重柴油可行。     

柴油发动机掺烧生物柴油的经济性研究

为了更好地评价柴油机燃用生物柴油的经济性,分析了生物柴油和0#石化柴油的理化性质,分别对生物柴油的体积分数为0.2,0.5,1的B20、B50、B100 3种燃料和0#柴油在495Q3柴油机上进行了试验。试验结果显示燃用3种燃料的燃油消耗率比0#柴油在中小负荷时平均增加5.30%,9.65%,19.04%,大负荷时平均增加2.86%,4.75%,9.64%;能量等值折合油耗率在中小负荷时平均增加2.65%,2.63%,5.74%,大负荷时平均降低0.26%,1.97%,4.80%。     

基于改变压缩比的新型柴油机冷起动辅助装置

柴油机的冷起动性能直接影响油耗、排放指标，甚至生产任务的完成，因此柴油机冷起动的可靠性已经成为当前柴油机发展中的重要课题之一．为此开发了一种基于缸内机油喷射来改变压缩比的柴油机冷起动辅助装置，其工作过程是在柴油机曲轴达到规定的转速和转角时，向气缸内喷人一定量的机油，从而达到通过提高压缩比、减少漏气损失，改善柴油机冷起动性能的目的．分析了该装置的工作原理、结构特点、及其控制系统和喷油量的计算．     

MAN B&W和Sulzer柴油机主要部件的差异性分析

本文以目前民用大型船舶常用的新式Man B&W L/S–MC与Sulzer RTA型船用柴油机为研究对象,通过分析它们在燃油喷射泵、燃油换向机构、气缸注油器以及排气阀等重要部件设计与建造方面的差异性,得出柴油机以上重要部件的性能特点以及管理要点。     

基于AVL BOOST柴油机故障仿真研究

本文建立了柴油机工作过程的数学模型,利用AVL BOOST软件对L16/24柴油机的进排气故障进行了仿真,分析发现,柴油机排气温度的增加与流经柴油机的空气质量流量的减小有着直接的关系,而限制气缸压力和燃烧速率的因素都会使得爆压达不到额定值,同时上述各种故障都会限制柴油机有效功率的输出,并使得油耗增加。     

浅析柴油机排放控制技术

汽车尾气排放严重污染着环境,采用新技术控制车辆尾气中有害物的排放量,对改善人们的生活环境具有重要意义。从改善车用燃油品质、采用发动机机内净化技术、排气后处理以及采用代用燃料等方面介绍了柴油机排放控制的方法及柴油机排放控制技术,最后介绍了目前柴油机排放控制技术的应用现状及发展方向。     

点火时刻对缸内直喷低热值气体燃料掺氢燃烧发动机性能影响的试验

在一台改装的单缸气体发动机上进行了缸内直喷低热值气体燃料掺氢燃烧的试验，开展了不同掺氢比例下，点火提前角对发动机动力和排放及经济性的影响研究．低热值燃料由天然气含量为45％～65％，N2含量为35％，掺氢含量为0-20％的气体组成．研究结果表明：随着掺氢比例的增加，发动机动力性呈现先增高后降低趋势，在掺氢10％条件下动力性最好；排放污染物中HC排放增大，NOx排放呈先增大后减小的趋势，在掺氢10％条件下排放最多，但CO排放基本不变．