柴油公交车燃用不同替代燃料的排放特性

采用OBS-2200车载排放检测系统,分析了柴油公交车实际道路工况的气态排放特性.使用的燃料分别为纯柴油、天然气制油(GTL)与生物柴油,道路工况主要包括市区主干道、次干道和快速路.分析结果表明:公交车燃用各类燃料的CO、HC、NOx和CO2的道路瞬时质量排放率均与瞬态车速变化有良好的跟随特性.公交车燃用各种替代燃料的气态污染物质量排放率随车速增加总体呈上升趋势,其中HC和CO2的质量排放率随车速增大,基本呈线性增加趋势,CO和NOx的质量排放率在中低车速区域随车速上升呈现增加趋势,而在高车速区域有所降低.与主干道、次干道相比,公交车在快速路上燃用各种燃料的气态污染物的排放因子都是最低的.与纯柴油相比,不论是质量排放率还是排放因子,生物柴油和GTL柴油的CO和HC排放都有所下降,且生物柴油的降幅更大一些.从全路况范围来看,纯生物柴油的CO和HC排放最低,纯生物柴油的NOx排放要高于柴油.全路况下,纯天然气制油、体积比为20％天然气制油、体积比为20％生物柴油的CO2排放要低于纯柴油,但纯生物柴油的CO2排放要高一些.     

共轨柴油机燃烧纯生物柴油的试验研究

对一台国产涡轮增压直喷柴油机燃烧0#柴油和纯生物柴油的动力性、燃油经济性和排放性能进行对比试验研究。试验结果表明,在柴油机不进行任何调整的情况下,燃烧纯生物柴油会降低其动力性和燃油经济性,但可大幅度改善CO、HC和PM的排放性能。     

进油温度对生物柴油燃烧压力及循环变动的影响

在1台两缸直喷式柴油机上对比测试了生物柴油的燃烧特性,分析了进油温度对发动机峰值燃烧压力分布以及循环变动率的影响。结果表明,随着进油温度的增加,生物柴油发动机表现出如下燃烧特性:燃烧延迟,高负荷时延迟更明显;峰值燃烧压力降低,其循环分布向低值偏移;峰值燃烧压力分布最高值增加且其循环变化幅度明显降低,循环变动率降低,循环变动减弱;负荷或转速增加均导致循环变化幅度明显降低,循环变动减弱。研究结果证明,进油温度对燃用生物柴油的燃烧压力及其循环变动有重要影响,进油温度增加可以提高燃烧稳定程度,从而改善燃烧过程。     

柴油—生物柴油混合燃料喷雾特性试验研究

采用高分辨率数码照相机对柴油与柴油—生物柴油混合燃料喷雾特性进行了对比研究。结果表明,随着生物柴油掺混比的增大,燃料黏度增大,喷雾锥角变小,Sauter平均直径增大。与MB24相比,柴油的相对尺寸范围和发散边界较大,因此其Sauter平均直径比MB24混合燃料的略大。由于乙醇的稀释作用,改制油MB24的Sauter平均直径最小,雾化质量明显改善。从喷雾液滴尺寸的数目分布可以看出,所有燃料的曲线峰值均位于14μm处,小颗粒液滴较多。随着生物柴油掺混比的增大,曲线峰值下降,下降趋势均匀平缓,说明燃料黏度的增大将使雾化油滴的尺寸分布渐趋均匀。从液滴尺寸的累积体积分布可以看出,随着生物柴油掺混比的增大,达到某一累积体积的油滴直径增大,说明大颗粒油滴增多。     

车用柴油机燃用生物柴油PAHs排放特性试验研究

在发动机台架上对一台车用直喷式增压柴油机燃用生物柴油和柴油PAHs的排放特性进行试验,排气巾颗粒相和气相PAHs分别用玻璃纤维滤膜和PUF/XAD-2/PUF吸附管采集,用色谱-质谱联用仪对PAHs进行定量分析.结果表明:发动机燃用生物柴油时PAHs排放浓度较燃用柴油时下降了30.4%～57.8%;燃用生物柴油时PAHs排放中对人体极为有害的苯并(a)芘浓度较燃用柴油时下降了56.6%～94.9%.     

生物柴油燃烧过程中氧、氮元素的迁移历程分析

在丁酸甲酯化学反应机理的基础上,添加了详细的NOx生成机理,得到包含214种物质和1 241个基元反应方程式的生物柴油机理.运用均质零维反应器模型,计算了燃烧过程中各基元反应的ROP(Rate of production,ROP)系数,确定了影响各中间产物生成的主要基元反应方程式.通过ROP分析,阐明了生物柴油燃烧过程...     

酯类含氧燃料组分对柴油机燃烧与排放特性的影响研究

为了进一步研究生物柴油和碳酸二甲酯（DMC）在柴油中的调配比例对柴油机性能的影响,在体积比90％的柴油中分别掺混10％生物柴油、10％DMC及5％生物柴油与5％DMC的混合物,连同柴油组成B10,D10,B5D5和柴油4种燃料,考察了不同含氧燃料对柴油机燃烧过程、经济性和排放性的影响。结果表明,3种含氧燃料对柴油机缸内最高燃烧压力和压力升高率峰值影响不大,B10的放热峰值略有降低,而DMC的加入使B5D5和D10的放热峰值明显升高。DMC造成的着火延迟效应要比同比例生物柴油造成的着火提前效应更明显。B10和D10的当量燃油消耗率与柴油基本相当,但B5D5的当量燃油消耗率略有降低。发动机燃用B10时,除NOx在全负荷时升高7．9％外,CO,HC和炭烟排放相对有所降低;而混合燃料中DMC的引入虽不利于HC和CO的氧化,但可同时降低烟度和NOx排放。     

酸化油生物柴油碰壁试验研究

为研究酸化油生物柴油作为车用柴油机代用燃料的可行性,对高压容器内酸化油生物柴油的碰壁现象进行了试验研究,分析了碰壁距离和碰壁角度对酸化油生物柴油碰壁过程的影响。试验结果表明：酸化油生物柴油碰壁后油束形态与柴油相似,与柴油相比,酸化油生物柴油的扩散直径和卷吸高度略大;随碰壁入射角的增大,酸化油生物柴油雾注上游半径减小,下游半径增大,卷吸高度变化不大,近壁区油气卷吸运动加强;随着碰壁距离的增加,酸化油生物柴油喷雾体的扩散直径和卷吸高度有所减小,近壁区油气卷吸运动减弱。     

生物柴油发动机润滑油氧化衰变特性模拟研究

在柴油机油中分别加入不同比例的生物柴油和矿物柴油,通过高温氧化试验对柴油机油的氧化过程进行了模拟。结果显示,加有生物柴油的柴油机油与加有矿物柴油的柴油机油相比,前者氧化后黏度和酸值较高,正戊烷不溶物较多,碱值下降较明显,表明生物柴油比矿物柴油更易促进柴油机油氧化衰变。     

进气道预混天然气对生物柴油发动机燃烧与排放性能的影响

在1台QCH 1105单缸柴油机上,试验研究了进气道预混天然气对生物柴油发动机燃烧与排放性能的影响。结果表明:随着天然气预混比例的升高,生物柴油发动机最大燃烧压力减小,燃烧相位推迟,缸内平均温度略有下降,NOx排放明显降低;预混天然气时,大负荷工况下燃油消耗率有所下降,HC和CO排放有所增加,炭烟排放随着天然气预混率的升高大幅降低。可见,进气道预混天然气对改善生物柴油发动机的经济性和排放性具有良好的潜力。