氨-生物燃料双燃料发动机的燃烧与排放特性

针对双碳目标,应用低碳/零碳燃料是实现内燃机高效清洁燃烧的有效途径。本研究基于一个双燃料柴油机台架开展,缸内直喷燃料分别选用柴油、生物柴油/汽油混合燃料(BG70)和生物柴油/汽油/乙醇混合燃料(BG50E20);氨为进气道喷射,能量替代率为0～28%。试验工况为1 200 r/min、0.8 MPa指示平均有效压力(IMEP)。对比分析了不同燃料的一氧化碳(CO)、总碳氢(THC)、氮氧化物(NO_x)排放以及颗粒物粒径分布。结果表明：单燃料模式下,BG70和BG50E20的指示热效率高于柴油。BG70的CO排放相比柴油降低30%,但THC和NO_x排放在3种燃料中最高。BG70和BG50E20的总颗粒物数量(TPN)排放低于柴油。相比各燃料单燃料模式的燃烧与排放性能,添加氨后的3种燃料的指示热效率降低1%～2%;CO排放增加约1倍;柴油和BG70的NO_x排放减少接近50%,BG50E20的NO_x排放减少约30%。另外,氨的加入对BG70和BG50E20的TPN有显著影响,当氨能量替代率从0增长至28...     

几种汽车清洁代用燃料的特点与使用

目前，在汽车上使用较为普遍的清洁代用燃料有：天然气、液化石油气、醇类和醚类等。它们之所以被称为清洁代用燃料，是因为它们的相对分子质量比汽油、柴油小得多。对燃料和空气的混合、燃烧、抑制炭烟都有利，采用这类气体或液体燃料代替汽油、柴油作为汽车用燃料，其尾气排放CO、HC、CO2等污染物比汽油、柴油低得多。此外，醇类燃料含氧，还可促进燃料燃烧更完全，燃烧温度降低，使NOx排放量减少。     

含醇类燃料非常规排放污染物甲醛的实验研究

进行了RON93汽油、甲醇汽油(M15、M25、M85)、乙醇汽油(E10、E25)、-10#柴油和乙醇柴油(ED10)在一定工况下的非常规排放物--甲醛的检测.结果表明:发动机燃用汽油、柴油或醇燃料时,排气中都会产生醛类排放物,随着混合燃料中的醇含量增加,排气中醛类排放物也相应增加,汽油的甲醛排放要高于柴油;同一种燃料进行测试时,甲醛排放随着功率的增加呈先增大后减小的趋势;双三元催化转化器对甲醛有一定的催化作用.     

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。     

城市客运交通引入电动汽车二氧化碳减排量研究——以哈尔滨市为例

新能源车辆引入城市客运交通,是解决环境污染的有效方法之一.从二氧化碳排放量角度出发,通过扩展二氧化碳排放"自下而上"的研究思路和计算方法,以哈尔滨为案例计算了城市客运交通的总能耗及二氧化碳总排放量.通过分析《省级温室气体清单编制指南(试行)》计算城市客运交通二氧化碳排放的局限性,从交通使用者角度出发,即根据分车型运距、油耗、电耗、气耗等数据,计算城市客运交通的总能耗,乘以相应的排放因子,计算二氧化碳的排放量.以汽油和柴油燃料汽车作为纯电动汽车(BEV)的替代对象,考虑完全替代的极限情况,计算城市客运交通引入BEV车辆二氧化碳的减排量,并对单位能耗、单位电耗、电力二氧化碳排放因子等影响因素进行分析.通过计算可知, 2015年哈尔滨市城市客运交通排放二氧化碳总量为290.1万t,其中,汽油和柴油燃料车辆排放二氧化碳为153.9万t.考虑采用BEV车辆代替全部汽油和柴油车辆,可实现41.3万t/年的二氧化碳减排量.      

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。     

改进燃料质量,降低汽车排放污染物（上）

汽车用燃料是直接影响汽车排放污染的重要因素，本文就汽车用常规汽油，柴油燃料对排放影响，介绍了改进燃料质量有利于减少汽车排放污染物。     

燃料特性对柴油机低温燃烧影响的试验研究

通过对柴油机燃用纯柴油、20%和40%汽油(体积比)3种燃料时的燃烧和排放特性的对比试验,研究了燃料特性对柴油机低温燃烧的影响。结果表明,随着汽油比例的升高,滞燃期延长,低氧浓度时更加明显,这也导致了压升率的升高和"丢火"临界点向高氧浓度移动,但提前喷油时刻对此有一定补偿作用。汽油比例对NOx、CO和THC排放影响较小,但在低氧浓度区域,较大的汽油比例可以大幅降低碳烟排放。氧浓度大约低于16%以后,CO和TCH排放急剧上升;碳烟也进入高峰区,但提前喷油时刻可有效降低排放水平;而NOx正好相反,氧浓度大约高于16%后,NOx排放迅速升高,而只有延缓喷油时刻,才能改善其排放。     

改进燃料质量,减低汽车排放污染物

汽车用燃料是直接影响汽车排放污染的重要因素，本文就汽车用常规汽油，柴油燃料介绍了改进其燃料质量，以利于减低汽车排放污染物。     

信息

<正> 美国加州柴油机排放控制的新举措 据悉,美国加州大气资源局(CARB)发布了控制柴油机排放的新举措,要求加州地区所有新的和大部分在用的柴油机均须安装PM捕集器;要求所有的柴油车(机)5a内逐步采用各种措施以控制排放,如使用低含S量柴油或其他代用燃料;提高资金支持力度,开发更清洁的代用燃料发动机。CARB还建议对现有的装用PM捕集器的柴油机做进一步改进;确保清洁柴油的供应,对采用低S柴油所增加的成本提供适当资助,根据需要提供帮助开发代用燃料。CARB还明确表示,为降低PM和NO_x,凡已购买了通过计划的新柴油客车或装有过滤器使用低S柴油的车辆给予一定的奖励。     

柴油替代燃料经济性分析

对柴油及生物柴油、二甲醚(DME),F—T柴油(天然气合成)等石化柴油替代燃料的理化特性、排放进行了比较,并进行了经济性分析。结果表明,在生产规模一定的情况下,原料成本是影响柴油替代燃料经济竞争力的主要因素。与石化柴油比较,以废弃食用油或泔脚油为原料的生物柴油,以天然气和煤为原料的DME以及以天然气为原料的F—T柴油具有经济竞争力。     

代用燃料——随着汽车行业向以氢气为燃料进行过渡，必须逐步减轻对石油燃料的依赖

所有人都在谈论建立氢气燃料基础设施的必要性，这可以使我们减少对石油的依赖性、降低排放从而有助于改变气候。但氢气并不是传统的汽油和柴油燃料的唯一替代品。     

基于不同燃料下隧道火灾模型试验火源热释放速率研究

为得到不同燃料油池面积与热释放速率的数学关系式，针对国内外33起隧道火灾模型试验的火源种类、油池面积、热释放速率等数据进行系统分析，对比不同油池面积下不同火源燃料的热释放速率，以及不同醇类、烷烃和化石燃料的热释放速率，并进行小尺寸火灾试验，对90#汽油拟合的数学关系式进行验证。结果表明： 1）国内隧道火灾模型试验的火源中化石燃料约占56%，醇类燃料约占31%，国外隧道火灾模型试验的火源中烷烃和化石燃料各占29%； 2）油池面积越大，燃料燃烧速率、质量损失率及热释放速率越大，得到不同燃料的热释放速率和油池面积的线性关系计算公式及误差公式； 3）相同油池面积下燃料热释放速率由大到小依次为0#柴油、正庚烷、90#汽油、99%酒精、甲醇，油池面积越大，五者之间的差异越明显。     

Extraction of the suppression effects of oxygenated fuels on soot formation using a detailed chemical kinetic model

The influence of oxygenated fuels on the soot formation process inside a burning diesel jet plume was examined using a detailed chemical kinetic reaction mechanism. Normal heptane was selected as a representative diesel fuel, and methanol, ethanol and dimethyl ether were used as oxygenated fuels. It was found that the production of soot precursors, such as small unsaturated hydrocarbons and PAHs, are dramatically reduced by the use of oxygenated fuels, leading to “soot-free” diesel jet flame. Furthermore, there are remarkable differences in soot suppression effects between oxygenated fuels, which have the same molecular formula but different structures of atomic bonded oxygen.     

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。     

壳牌对未来车用能源多元化发展趋势的思考

面对能源短缺和环境污染的双重挑战,交通领域的转型升级不可避免。本文结合未来车用动力系统的发展趋势,对交通运输领域中应用的多种先进动力系统、清洁能源及替代燃料进行综述和评价,包括目前主要使用的传统液态化石燃料即汽、柴油及先进内燃机技术,清洁替代燃料(如生物燃料、天然气合成油(GTL)燃料、电转液(PTL)燃料、液化天然气(LNG)等),以及电气化动力系统(包括混合动力、纯电动和燃料电池)等,并着重讨论液体燃料。壳牌认为没有一种单一的解决方案可以解决复杂的能源问题,未来交通能源结构将呈现多种能源并存的特点,并分别适用于不同的场景。该文还介绍了壳牌近期基于不同政治、经济和社会发展程度提出的3种远景(壳牌“高山”、“海洋”和“天空”远景),提出壳牌对未来车用能源领域转型脱碳发展情景的思考。     

Morphological Change and Number-Size Distributions of Particulate Matter (PM) from a Diesel Generator Operated with Wood Pyrolysis Oil-Butanol Blended Fuel

This report details our experimental study investigating particulate matter (PM) emissions from a diesel generator fueled with wood pyrolysis oil (WPO)–butanol blended fuel for electricity generation. Particle number-size distributions and PM mass concentrations from diesel, n-butanol, and WPO-butanol blended fuels were investigated via aerosol measurements using a fast mobility particle sizer and an aerosol monitor with three generator outputs (0, 3.3, and 6.6 kWe). For the n-butanol and WPO-blended fuels, the total number concentrations of exhaust particles were higher than that of conventional diesel combustion; however, the PM mass was observed to be nearly zero for all the engine operating conditions due to the higher number concentration in the nuclei mode. The morphology of the exhaust particles was investigated by analyzing transmission electron microscopy (TEM) micrographs. The morphology of the particles was drastically changed according to the test fuels and engine loads. Two types of particles were observed, including soot and coke shaped particles. These results were directly related to the immaturity of incipient soot particles due to the different physical properties and chemical compositions of the fuels.     

甲醇柴油发动机循环变动与排放的关系研究

通过在4100BZL增压柴油机上燃用0号柴油和甲醇柴油混合燃料(M5,M10和M15),研究了不同比例甲醇柴油在中高转速时对柴油机循环变动率和NOx排放的影响。结果表明:中高转速时,随甲醇添加比例的增加,发动机燃用3种混合燃料的最高燃烧压力和压力升高率峰值循环变动率逐渐增加。发动机燃用4种燃料的平均指示压力循环变动率均较低,燃烧始点循环变动率较高。发动机燃用3种混合燃料最高燃烧压力和压力升高率峰值循环变动率的规律与NOx排放规律相对应。     

柴油清净性对柴油机喷嘴结焦的影响研究

在XUD-9柴油发动机台架上,采用中国石油化工行业推荐标准SH/T 0764-2005<柴油机喷嘴结焦试验方法>,研究了不同油品对柴油机喷嘴结焦阻塞的影响.试验结果表明:加入有效的柴油清净剂,对柴油机喷嘴具有显著的清洁效果;我国车用柴油的清净性能与国外相比差距较大.     

混合燃料的含氧量对改善柴油机排放的试验研究

在一台S1100A2型单缸柴油机上,通过在柴油中添加乙醇、甲缩醛(DMM)、碳酸二甲脂(DMC)等3种含氧添加剂,研究了在常用工况下混合燃料的含氧量对柴油机排放特性的影响。试验结果表明,含氧混合燃料可以有效改善柴油机的烟度和CO排放,在大负荷下尤为明显,而对NOx和HC的排放影响较小。