国六柴油机不同粒径颗粒物排放特性差异

基于发动机台架同步测量了一台满足国六排放标准的重型柴油机在稳态工况和国六标准循环试验中PN10(10 nm以上颗粒物数量)和PN23(23 nm以上颗粒物数量)的排放,并分析了稀释比对测量结果的影响。结果表明,颗粒物的排放数量高度依赖后处理的碳累积状态,稀释比的变化会改变核态颗粒物的粒径分布;冷启动瞬态标准循环试验中,10 nm～23 nm细小颗粒物的占比在循环开始时处于最高水平,且在最初的150 s,因为油气燃烧不充分使得这一阶段的PN排放贡献了整个试验的80%以上;稳态标准循环试验中,PN10和PN23随工况的变化趋势一致,满负荷工况中对应最经济运行区的中等转速PN排放较小,偏离这一转速会导致PN增加。     

基于WLTC测试循环的颗粒数量排放特性及其与发动机工况的关联性研究

对WLTC测试循环整车的颗粒物数量排放分析结果表明低速段排放占比高,尤其在前50 s的起动阶段,瞬态排放达到WLTC循环的最大峰值;在50～1 800 s阶段,颗粒物数量排放随工况变化趋于稳定。基于颗粒物数量排放分布特性,提出了基于台架开环实时控制系统的WLTC循环前50 s瞬态工况模拟以及基于聚类分析得到11个工况点对WLTC 50～1 800 s台架稳态模拟的测试方法。结果表明:台架模拟前50 s试验工况及控制参数与整车一致性较好,颗粒物数量排放与整车结果偏差为4. 2%,基于聚类分析50～1 800 s得到11个工况点的颗粒物数量排放结果相对整车试验偏差为8. 7%。与整车实测结果一致,满足工程开发评估要求。     

氧化催化器对柴油机排放颗粒物中无机盐组分影响的研究

为揭示氧化催化器(DOC)对柴油机颗粒物排放的影响,利用ELPI、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)和离子色谱法(IC)对一款装有DOC的柴油机排放颗粒物数量浓度和无机盐组分的排放速率进行实验研究.结果表明:DOC后排放颗粒物的数量有所降低;但大多数无机盐组分排放速率都增加,且随负荷的升高而增大,其中,地壳元素的增长幅度大于人为元素;在大多数工况下硫酸根离子的排放速率增大,且随转速和负荷的增加而增大;硫酸根在颗粒物中的质量分数也增大,且随负荷的升高而增大.     

不同工况下汽车制动磨损颗粒物排放特征研究

选取某车型后制动器总成，利用乘用车制动器惯性试验台和颗粒物监测采集设备进行制动磨损颗粒物排放测试。在四种循环测试工况下进行制动磨损颗粒物的收集，并对磨损颗粒物的排放因子、粒径质量分布特征和数量分布特征进行分析。结果显示，不管是PM2.5还是PM10,NEDC循环测试工况下磨损颗粒物的排放因子最小，WLTP-Brake循环测试工况下磨损颗粒物的排放因子最大。粒径质量分布特征方面，粒径在2.5～5.0μm范围内的颗粒物质量占比较高，NEDC工况下细颗粒产生较多，在10 nm～0.1μm粒径范围内的颗粒物质量占比明显高于其他三种工况。粒径数量分布特征方面，四种工况下粒径小于0.07μm的颗粒物数量占总颗粒物排放数量的绝大多数，WLTC和WLTP-Brake循环测试工况下超过98%,NEDC和CLTC-P工况下超过了92%。     

燃油硫含量对国Ⅳ柴油轿车颗粒物排放特性的影响

对燃用硫含量分别为300mg/kg与43mg/kg的柴油和是否安装DPF对采用典型国Ⅳ排放控制技术的柴油轿车颗粒物排放特性的影响进行了试验研究.结果表明,未装DPF时,国Ⅳ柴油车燃用高含硫量燃油时的颗粒物质量排放较燃用低含硫量燃油时增加25.3%;安装DPF时增加22.2%.而颗粒物数量排放结果说明,燃油含硫量对安装DPF车辆的颗粒物数量浓度影响较大,燃用高含硫量燃油时的循环平均颗粒物数量浓度约为燃用低含硫量燃油时的4.8倍.研究同时表明,颗粒物排放主要在加速阶段产生,稳态工况和减速下颗粒物数量排放大幅降低.     

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。     

乙醇汽油对车辆颗粒物排放的影响

在符合国Ⅰ、国Ⅲ、国Ⅴ标准的3辆试验车上,分别燃用国Ⅴ汽油、低芳烃E10、低烯烃E10 3种燃料,进行了NEDC和WLTC工况下的常温冷起动排放试验,重点对颗粒物(PM)排放量和粒子数量(PN)进行分析。结果表明:在两种工况下,燃用乙醇汽油相比普通汽油能大幅降低车辆的PM排放,低芳烃E10对国Ⅰ和国Ⅲ车辆PM降低效果最明显,分别下降19%和35%,低烯烃E10对国Ⅴ车辆PM降低效果最好,下降46%;在WLTC工况下燃用乙醇汽油能大幅降低车辆PN排放,其中低芳烃E10平均降低43%,低烯烃E10平均降低32%。     

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%.     

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。     

GDI与PFI汽油车微粒排放特性的试验研究

对3辆缸内直喷(GDI)汽车和1辆进气道燃油喷射(PFI)汽车进行了试验研究,在NEDC循环上采用PMP方法测量微粒质量排放和微粒数量排放,用DMS500型快速微粒分析仪测量微粒瞬态数量排放和粒径分布。结果表明:4辆试验车的微粒质量排放均达到欧Ⅵ法规要求,但GDI汽车的微粒排放远超出法规限值;GDI汽车和PFI汽车在冷起动暖机阶段均有大量微粒生成,GDI汽车在暖机后的瞬态工况会有明显的微粒排放;GDI汽车核态微粒峰值粒径约为18nm,而作为数量排放主要形态的积聚态峰值粒径约为80nm;PFI汽车的积聚态峰值粒径约为60nm,而作为其数量排放主要形态的核态微粒峰值粒径约为12nm。     

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.     

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。     

公交车用柴油发动机颗粒物排放特性的试验研究

测量了一台公交车用柴油发动机在15种稳态工况下颗粒物排放的数目及质量浓度。分析了各种稳态工况下颗粒物排放浓度随粒径大小变化的分布特征,研究了发动机转速和负荷对颗粒物排放的影响关系。结果表明:该发动机排放的颗粒物主要分布在0~1.58μm之间,而最为集中的分布在28~259nm之间;发动机转速变化对小粒径颗粒物排放浓度的影响比较明显,而大颗粒物排放浓度的变化受发动机负荷的影响更大。     

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。     

GDI汽油车PM2.5数量排放研究

利用固体颗粒测量设备MEXA-1000SPCS,对满足京Ⅴ排放标准的欧美日及国产中小排量典型GDI汽油车进行了PM2.5排放测试,并进行冷、热起动对比试验。结果表明,满足京Ⅴ排放标准的GDI汽油车其PM2.5数量排放基本在2.14×1012~5.12×1012区间,数量级为1012;冷起动是GDI汽油车产生PM2.5排放的主要原因;瞬时加速是GDI汽油车产生PM2.5排放的主要工况。     

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.     

国Ⅳ柴油车NO2排放特性研究

采用多组分排放分析仪对一辆装有DOC后处理器的国Ⅳ柴油汽车的NO2排放进行了测试,研究了柴油机冷、热起动条件下DOC前后NOx排放中NO2的含量及其排放特性.结果表明,DOC前,NEDC循环下柴油机热起动时NO2与NOx排放均增高,冷起动和热起动时NO2占NOx的比例市区工况均高于市郊工况;DOC后,NOx排放基本不变...     

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。     

燃用生物柴油的柴油乘用车颗粒物排放特性

以帕萨特柴油乘用车为试验样车,使用排气颗粒数量及粒径分析仪,研究燃用国Ⅳ纯柴油、纯生物柴油,以及生物体积比分别为5%、10%、20%和50%的柴油―生物柴油混合燃料的颗粒排放特性。结果表明,不同车速下,颗粒物数量及质量排放因子随车速的增加而增加;当车速在60km/h及以上时,颗粒物数量排放因子随生物柴油掺混比例的增加而迅速变大;减速时,颗粒物数量排放因子先出现一个波峰,然后下降;随生物柴油掺混比例的增加,聚集态颗粒物数量排放下降,核态颗粒物数量排放上升,且峰值向减小粒径方向移动。     

日本汽车排放法规对PM的技术要求及试验验证

本文首先概述了日本汽车排放法规对PM排放技术要求的发展历程,并通过对一辆满足欧V排放标准的柴油车进行日本10-15和JC08排放试验,验证并对比分析了日本新旧汽车排放法规对PM技术要求的异同.试验结果表明,JC08冷起动试验的PM排放结果高于JC08热起动试验,而10-15热起动试验的PM排放结果高于JC08冷起动和热起动排放试验;旧法规组合工况试验的PM计算结果大于新法规组合工况结果;与冷起动工况相比,JC08和10-15热起动工况的初始阶段,PM排放量仍保持在较高的数量.