船舶大气污染物岸基嗅探式自动监测系统设计与验证

为实现船舶大气污染物排放量的远程测量,初步筛选出高排放船舶,提高船舶排放监管的针对性和效率,设计一种基于嗅探式传感器的岸基监测设备和配套的软件平台系统。系统通过采集船舶大气污染物浓度数据、船舶自动识别系统(Automatic Indentification System,AIS)数据和气象数据等实时信息,基于船舶尾气排放量在线估算方法、船舶尾气排放扩散数值模拟、观测数据的模式识别算法等,实现船舶尾气排放特征的在线识别和疑似高排放船舶的粗筛。对比在相同环境条件下CALPUFF模型计算得到的气体污染物模拟理论浓度,验证岸基嗅探式自动监测系统的监测可行性和准确性。     

基于声发射检测的钢轨断裂实时监测及定位方法研究

基于钢轨断裂实时监测技术对有效保障列车运行安全的重要性,以铁路常用的60 kg轨道为研究对象,以声发射检测技术为基础,经试验分析轨道断裂的声发射信号特征,有效区分列车运行引入的声发射信号。搭建监测系统,通过断轨检测模拟试验,验证该方法的有效性和准确性,并通过TDOA算法实现对断裂的定位。研究结果表明:轨道断裂会产生明显的声发射信号,且断裂声发射信号特征主频在100~160 kHz,声压幅值高,且在时域上存在明显的突发性;其特征与列车运行特征存在明显区别,可有效实现实时断轨监测;利用TDOA方法实现轨道断裂位置的确定,定位精度优于±20cm。研究结果为轨道断轨检测提供了有效的参考依据,对轨道交通运行安全的技术发展具有十分重要的意义。     

基于最佳碳排放与油耗最优化的行驶车速区间研究

在碳排放实验的基础上,文章研究了CO2排放比例与行车速度之间的关系,并提出最佳碳排放行驶车速区间这一概念。文章结合前人提出的油耗与车速模型,建立了高速公路最优车速区间的计算模型,车辆在此区间上行驶时,油耗低并且燃油充分,即CO2排放比例高。利用面积法确定了最优行驶车速区间的计算方法,求得了这一车速区间,从而达到经济效益与社会环境效益的最大化,同时也能够为高速公路的运营管理提供理论支撑。     

城市交通运行状况对机动车碳排放的影响研究

为定量分析不同城市交通运行状况对机动车碳排放的影响，利用高德平台提供的拥堵延时指数(Congestion Delay Index, CDI)数据，在分析我国交通拥堵城市时空分布特征以及CDI特征的基础上，通过构建基于速度的CO2排放因子，利用VISSIM模拟不同交通运行状况时的交通量， 实现不同交通运行状况下机动车碳排放的估算。结果显示：交通拥堵城市分布具有空间依赖性和聚集性，在长三角经济区和珠三角经济区形成两个高聚集中心；CDI具有明显的周期性(7 d)波动规律，且受天气和人类活动等的影响较大，疫情打破了此规律；城市交通运行状况(CDI)对机动车CO2排放有较大的影响，当交通处于轻度拥堵时(CDI为1.582)，交通高峰期我国城市机动车年排放的CO2总量约为0.77亿 t，是畅通状态下的4.51倍；当交通保持基本畅通时(CDI为1.35)，交通高峰期我国城市机动车CO2年排放总量可减少0.29亿 t；当交通达到中度拥堵时(CDI为1.909)，交 通高峰期我国城市机动车CO2的年排放增加0.22亿 t；当处于交通严重拥堵时(CDI达2.394)，交通高峰期我国城市机动车CO2的年排放总量可达1.33亿 t。改善城市交通运行状况，可大幅度降低机动车的CO2排放量。     

共同配送对城市货运交通系统的效益研究

从城市GDP、交通基础设施、货运量、货运车辆调度、能源和环境6 个要素出发，构建城市货运交通系统动力学模型，对比实施共同配送前后对城市货运交通拥堵、运输费用及货运系统节能减排的效益变化，寻求解决路径. 以济南市为例，确定模型参数及方程，动态仿真实施共同配送的效益. 结果表明：随着载货率提高、平均运距的增长，实施共同配送的边际收益呈递减趋势，配送时间的昼夜错峰调整也有显著影响；在决策区间载货率[70%, 80%]、平均运距[70, 80] km、配送时间昼夜比例[6∶4,7∶3]下，共同配送总体效益最优；节能减排效益仍存在挖掘的潜力，通过提高新能源货运车承担的货运比重，每20%的增加将带来货运系统节能减排平均30%的降低.     

不同喷射策略下CRDI柴油机燃用柴油-桐油-乙醇混合燃料的燃烧与排放特性

在1台共轨直喷(CRDI)柴油机上开展了不同喷射策略下桐油、乙醇与柴油混合燃料的燃烧和排放特性研究。试验结果表明:与0号柴油相比,混合燃料的着火延迟期稍长,缸内压力峰值和放热率较高,但燃烧持续期稍短;随着桐油和乙醇体积分数的增加,有效热效率(BTE)也随之增大。在低负荷时,混合燃料的CO和HC排放较高,且随着桐油和乙醇所占体积分数的增大而增加;混合燃料的NO_x排放在低负荷时较低,在高负荷时略高;在高负荷时,混合燃料的炭烟排放大大减少。总体而言,混合燃料中乙醇对发动机性能的影响比桐油大。     

燃油添加剂对汽车排放性能影响分析研究

国内对于燃油添加剂效果的分析研究较少,文章为了探讨某型燃油添加剂对在用车排放和性能的影响,依据GB18285-2005《点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法》,针对不同行驶里程的汽车,选用双怠速法检测汽车使用某型号燃油添加剂前后的排放变化,并对油耗和动力性进行简单测评。结果表明,使用燃油添加剂和选择合适标号燃油能有效降低汽车污染物排放及油耗,对车辆使用节能减排具有较为重要意义。     

国产车用尿素可替代性试验研究

使用商业钒基SCR催化转化器和某国Ⅳ重型柴油机,在AVL发动机台架上对3种国产车用尿素进行了相互替代性试验,研究中考虑了不同尿素对SCR催化转换器的起燃特性、动态响应、NOx转化率和NH3泄漏等性能的影响。试验排气温度为160～440℃,n(NOx)∶n(NH3)(物质的量之比)从0.8变化到1.2。研究发现:相同条件下3种尿素对SCR系统起燃温度基本没有影响,ESC和ETC循环NOx转化率都在70%以上,同时对其他常规气态排放和NH3泄漏没有明显影响,可以互相替代使用;相同条件下,单位体积尿素溶液中尿素含量越高,SCR系统动态响应越快,ESC和ETC循环NOx转化率越高。     

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。     

汽油机燃用2,5-二甲基呋喃的试验研究

分析比较了2,5-二甲基呋喃(DMF)与商用汽油的理化性能,研究结果表明,DMF的一些理化性能与汽油很接近。在1台单缸四行程汽油机上对DMF、汽油—DMF混合燃料以及汽油进行了试验研究,结果表明:在不改变汽油机点火提前角特性和供油系统规律的试验条件下,燃用DMF的动力性稍差于汽油,最大功率下降了10.5%,最大扭矩下降了2.3%;燃用DMF的燃油消耗率稍高于汽油,平均上升了18.6%;燃用DMF的HC和CO排放远远低于汽油,分别比汽油平均下降了31.9%和95.5%,但NOx和CO2排放则明显增加,分别比汽油平均上升了97.1%和28.1%;燃用DMF10和DMF30混合燃料的动力性能以及排放特性一般都是介于DMF和汽油之间。