重型国六发动机细颗粒物排放研究

随着排放法规的不断升级,对于10nm以上颗粒物排放进行管控的需求持续增强。为探究23nm以上颗粒物数量（PN23）和10nm以上颗粒物数量（PN10）排放特性差异,本文选用一款符合国六标准的重型柴油发动机,在发动机台架上运行重型车实际道路车载法排放试验循环（PEMS）,冷热态WHTC循环和WHSC循环,使用颗粒物计数器对试验中PN23和PN10同时进行采样测量。结果表明,PN10和PN23的瞬态排放规律基本一致;各次试验中PN10比排放结果均显著高于PN23,但对于不同测试循环,PN10和PN23排放差异有所不同;虽然PN10比排放结果显著高于PN23,但其结果仍可满足国六排放法规要求,在法规限值不加严的前提下,现有DPF技术可以应对由PN23向PN10的切换。     

轻型车颗粒物质量排放和颗粒物数量排放的转鼓试验CSCD

为了定量评价国产轻型车的颗粒物排放,测量了55辆中国内地轻型车的单位行驶里程颗粒物质量(PM)排放和颗粒物数量(PN)排放。使用激光凝聚颗粒物计数和滤纸采样称重方法,对于轻型柴油车、缸内直喷(GDI)汽油车和多点电喷(MPI)汽油车,在转鼓试验台上进行循环工况试验。结果表明:汽油车的颗粒物排放水平明显低于国4柴油车,汽油车的PM和PN排放平均值分别约为国4柴油车平均值的6%和5%。MPI汽油车的PN排放值低于GDI汽油车约1个数量级。"全球统一轻型汽车测试循环(WLTC)"的高车速、长加速的工况条件,会加剧MPI和柴油车的颗粒物数量排放。GDI汽油车在冷机阶段的PN排放峰持续时间长,在后续的加速动态工况条件时会出现明显的峰值排放。     

汽油发动机颗粒物排放指数的修正研究

国六排放法规采用全球统一轻型车辆测试循环(WLTC)代替新欧洲驾驶循环(NEDC),为应对工况更新导致现有颗粒物排放指数模型与颗粒物排放的相关性降低,优化修正了汽油组分中不饱和度与蒸发特性的计算权重系数,得到了优化颗粒物排放指数模型,并调配了不同试验汽油在实车上进行排放验证。结果表明：相比于原模型,优化后的模型与颗粒物排放的相关性得到了有效提升。     

北京市实际道路公交车颗粒物排放研究

利用车载测试系统(OBDCTS)和车载尾气检测(PEMS)对装配欧Ⅲ发动机的大型客车进行模拟公交运行实际道路试验,获得了实时的机动车排放数据。在此基础上得出颗粒物(PM)的粒径分布和排放随速度和加速度的分布图形,分析了速度、加速度对颗粒物排放的影响机理,从而得出结论:应当从改善城市道路交通状况和优化车辆的低加速和高减速工况时的发动机的喷油控制及燃烧质量着手,降低PM排放,减少机动车对大气污染。     

环境温度对缸内直喷汽油车颗粒物排放特性的影响

利用电子低压冲击仪(ELPI)对一台满足国Ⅴ排放标准的缸内直喷汽油车进行了颗粒物排放特性研究。试验按照NEDC测试循环在转鼓试验台上进行,分别测量车辆在-15℃,-7℃和25℃下的颗粒物排放。通过对试验结果的研究表明:3个温度下,颗粒物的数量浓度随温度的下降大幅上升,粒径分布范围逐渐变大,均在相同粒径下出现峰值;颗粒物体积浓度随粒径的增大而增大;数量浓度对表面积浓度的影响大于体积浓度,尤其在-15℃下,这种影响更加显著。通过对颗粒物的瞬态排放结果的分析发现:3个温度下,颗粒物的排放主要集中在NEDC循环前200s,数量浓度随车辆的加速而上升,随减速而下降;在-15℃下,在整个NEDC循环的加速工况均出现表面积浓度的排放峰值,且峰值之间较为接近。     

WLTC工况下颗粒物排放特性研究及优化

以全球轻型汽车测试循环(WLTC)为基础,研究了不同阶段颗粒物数量的分布特性,对发动机原始颗粒物排放进行优化,并在整车WLTC排放测试中进行了验证和进一步优化。结果表明:喷油时刻、喷油压力、喷油比例、喷油次数等因素对涡轮增压直喷(GDIT)发动机的颗粒物排放产生影响;通过发动机原始排放优化,以及在不同工况下使用多次喷射等策略能够大幅降低颗粒物排放量,满足排放法规限值要求;随着行驶里程的增加,WLTC测试颗粒物排放呈下降趋势。     

循环测量工况下汽油车颗粒物排放试验研究

利用电子低压冲击仪对4辆采用不同技术的国Ⅳ排放汽油车进行了颗粒物分布特性的试验研究.试验按照国Ⅳ测试循环(NEDc)在转鼓试验台上进行,测量了冷启动下排气中颗粒物的特性分布.试验结果表明:汽油机排气中包含有大量的超细颗粒物,其中以0.02～0.5μm的粒子居多;颗粒物排放主要在NEDC循环的冷启动阶段和加速过程中产生;汽油直接喷射车辆颗粒物数量比气道汽油喷射的高.     

轻型车颗粒物质量测试影响因素试验研究

为提高轻型车颗粒物质量测试精度,通过试验对比分析了称重环境、滤纸预处理时间、背景颗粒物质量和空气浮力等因素对颗粒物质量测量结果的影响。试验结果表明,称重室内相对湿度越靠近45%,颗粒物质量测量的偏差越小,结果越稳定;在6~10 h的预处理时间段对滤纸进行称量,既能节约时间成本,又能保证测量精度;适当增加日常背景颗粒物测量频率,并绘制背景颗粒物质量变化图,能及时修正背景颗粒物的影响;空气浮力对颗粒物质量的影响主要是由大气压力的波动造成的,应及时对试验前、后滤纸质量进行浮力修正。     

重型车辆车载排放测试系统的集成和验证

对气体污染物测量设备和颗粒物测量装置进行集成,形成一套可以实时测量重型汽车各种污染物(HC、CO、NO_x和PM)排放浓度和计算瞬时排放质量的综合性车载排放测试系统(IPEMS).实车排放测试和实验室对比试验结果表明,建成的系统具有良好的测量重复性;各种污染物的IPEMS测量结果与实验室CVS系统测量结果之间的相关性强,满足准确测量和评估重型汽车实际道路条件下排放的技术要求.     

基于法规的柴油发动机颗粒物数量排放测试研究

采用满足欧Ⅵ颗粒数量(PN)测试要求的AVL489颗粒计数器,对3台不同机型的柴油机进行了ESC,ETC和WHTC循环试验,并测量了PN排放情况。结果表明:在不同机型和不同试验循环下,PM(颗粒物质量)和PN排放的相关性较高;DOC+POC后处理可有效降低PN排放;热起动WHTC循环的PN排放比冷起动高,但差异很小;PN排放随转速的升高和负荷的加大而增高。     

降低气缸内直喷汽油机的颗粒物排放

为了识别颗粒物排放的原因及其影响参数,德国卡尔斯鲁厄(Karlsruhe)理工学院(KIT)活塞机械研究所(IFKM)在内燃机研究联合会(FVV)研究计划项目中,采用单行程曲柄连杆机构装置和单缸试验发动机进行了相关的试验研究。2种试验载体都装配了喷油器布置在中央的汽油缸内直接喷射系统。通过光学、热力学和废气分析测量技术的组合应用及其在试验装置上的众多应用,能够对各个影响参数进行单独的考察,并与颗粒物排放的测量值联系起来。     

轻型车制动磨损颗粒物排放与测试

美、欧研究显示,传统动力下LDV(Light Duty Vehicle,轻型车)制动磨损颗粒物的排放量为5~7 mg/km,此值高于国6b排放标准Ⅰ型试验PM(ParticulateMatter,颗粒物)限值。车辆技术配备是关键影响因素,制动能量回收可以显著降低PM排放数值,采用NAO(Non Asbestos Organic friction material,非石棉有机物混合纤维摩擦材料)技术相比少金属衬片配置的车辆其PM排放量会降低。虽然在2018年有关制动器衬片的标准规定了一部分危害身体健康的物质含量上限,但对人体危害显著的元素锑Sb却未在列,相关标准规范亟需补充。欧盟的测试方法已基本完成框架搭建和要素设定,预计2022年发布法规标准。在制动磨损测试中,速度循环、环境温度和冷却风设定对测量值有影响,分析WLTP-BrakeCycle(World Light-duty Vehicle Test Procedure-brake Cycle,全球轻型车测试规程-制动工况)是否符合我国轻型车使用规律。     

基于法规的柴油发动机颗粒物数量排放测试研究EI北大核心CSCD

采用满足欧Ⅵ颗粒数量(PN)测试要求的AVL489颗粒计数器,对3台不同机型的柴油机进行了ESC,ETC和WHTC循环试验,并测量了PN排放情况。结果表明:在不同机型和不同试验循环下,PM(颗粒物质量)和PN排放的相关性较高;DOC+POC后处理可有效降低PN排放;热起动WHTC循环的PN排放比冷起动高,但差异很小;PN排放随转速的升高和负荷的加大而增高。     

基于发动机在环的重型柴油车实际道路细小颗粒物排放特性研究

本文中选取了一台7.8L的重型柴油机,在发动机台架上运行WHSC(世界统一稳态循环)、冷热态WHTC(世界统一瞬态循环),并通过发动机在环的方法在发动机台架上运行重型柴油车实际道路(PEMS)循环,采用能够同时测量PN10(10 nm以上颗粒物数量)和PN23(23 nm以上颗粒物数量)的颗粒计数器等设备测量了细小颗粒...     

直喷式涡轮增压柴油机颗粒物排放的实时测量

本文论述一种新的柴油机颗粒物排放的实时测量方法。实验在一台6缸直喷式涡轮增压柴油机上进行．采用一台快速响应氢火焰离子检测器（FID）和一台消光式烟度计分别测量排气中的未燃HC含量及烟度值，并利用在一系列不同转速和负荷稳态工况下所推导出的颗粒物、烟度及未然HC的关系式．计算得出瞬态的颗粒物排放量。为了评价此方法的精确度，将瞬态测试期积分得到的平均颗粒物浓度与传统的在稀释微管内过滤后进行重量分析的方法所得到的测量结果相比较，可看到在各种工况下，新方法的精确度都高于80％。     

发动机颗粒排放和再生频率对汽油机颗粒捕集器效率的影响

汽油机颗粒捕集器(GPF)是1种重要的排放后处理系统,能使汽油缸内直喷(GDI)发动机达到现行的排放标准。现行标准规定的非挥发性颗粒物直径大于23.0nm。然而,随着排放法规的逐渐严格,GPF过滤效率需要进一步提高,并且可能会对直径低至10.0nm的非挥发性颗粒物排放进行限制。GPF过滤效率取决于在发动机运行期间聚集在GPF上的炭烟量。在车辆运行期间,当排气温度足够高且含有足够的氧气时,GPF通常是“被动”再生的。研究了发动机废气颗粒数排放(PN)和GPF再生频率对GPF过滤效率的影响。采用2种GPF技术,分别在2台发动机台架上进行了测试,并匹配2台量产车在转毂台架上进行了测试。试验发动机颗粒物排放数量分布的带宽很广,几乎达到1个数量级,更具实际排放代表性。GPF的过滤效率通过符合规定的颗粒数系统(非挥发性颗粒直径大于23.0nm、下限为2.5nm)的粒子计数器,以及差分迁移率光谱仪进行测量计算获得。结果显示,GPF有规律地达到可再生的条件,并且GPF的平均驾驶循环过滤效率高度依赖于发动机颗粒物排放量;当发动机颗粒物排放量增加约1个数量级时,GPF的过滤效率显著提高。研究表明,根据发动机颗粒物排放量选择合适的GPF技术非常重要。     

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%。     

挖掘机用柴油机台架工况与实际作业工况的排放特征差异性分析

3 台排放控制技术路线相同但额定功率不同的非道路用挖掘机实际作业工况下的排放结果和台架工况下的排放结果之间存在较大的差异性,实际作业工况的氮氧化物（NOx）排放量为台架工况的 1.5~3.5 倍。为了研究产生排放差异性的原因,以 1 台满足非道路柴油移动机械第四阶段排放法规要求的柴油机和搭载该柴油机的挖掘机为研究对象,在台架上对该柴油机进行非道路稳态循环（NRSC）和非道路瞬态循环（NRTC）试验,实际作业工况试验则主要通过便携式排放检测系统（PEMS）设备对挖掘机进行排放试验,并利用功基窗口方法对挖掘机实际作业排放进行评估。结果表明：挖掘机实际作业工况主要分布在较高转速范围内,且扭矩变化剧烈,而台架工况的转速分布均匀,扭矩变化相对较小。因此,台架试验结果 并不能准确反映机械实际排放情况。     

混合动力客车颗粒物排放特性的研究

利用ELPI测量了一辆混合动力客车在我国典型城市公交循环(CCBC)工况下的颗粒物排放情况.试验结果表明,车辆排放的颗粒物主要分布在1.5μm以下;匀速工况颗粒物的粒数浓度和质量浓度随着车速的升高而明显增加,尤其是高速时增长更快,其粒数浓度和质量浓度分别约为怠速工况的3倍和3.5倍;在各种工况中,加速工况颗粒物的粒数浓度和质量浓度均最高;CCBC工况下,试验车辆的质量排放因子为0.864/km,比传统国Ⅲ柴油客车降低了28.6%.     

轻型CNG车颗粒物排放特性研究

对同一台轻型两用燃料（C N G和汽油）车使用同一批次基准天然气和基准汽油,在底盘测功机上进行NEDC ,FTP75和WLTC循环对比试验,使用CVS定容取样系统和ELPI设备分析颗粒物等排放。研究发现：3种循环中,试验车辆燃用CNG和汽油,排放颗粒物在 Dp ＝40 nm和 Dp ＝330 nm附近均出现峰值,Dp ＝40 nm处汽油峰值远高于CNG ,Dp ＝330 nm处CNG峰值略高于汽油;CNG的PN和PM的排放率随车速的升高而增大,在较低的匀速工况下增长幅度较小,高速工况下增长幅度较大;CNG在NEDC循环中排放的核态和聚集态颗粒物各占50％左右,FTP75和WLTC循环中排放的聚集态颗粒物占比高于NEDC ;CNG在NEDC循环中单位里程颗粒数和颗粒总数最多,FTP75和WLTC循环中单位里程颗粒数基本相同;WLTC循环中排放的颗粒物质量总量最多,FTP75和NEDC循环中排放的颗粒物质量总量基本相同;FTP75和WLTC循环中单位里程排放的颗粒物质量基本相同,约为N EDC循环的2倍。