乙醇-汽油燃料汽油机非常规污染物的排放特性

以90#无铅汽油为基础油,按照体积分数5％、10％、15％和20％的甲基叔丁基醚-汽油混合燃料中的氧含量, 配制出相应氧含量的乙醇-汽油混合燃料．利用气相色谱技术,分析研究了电喷汽油机燃用不同掺混比乙醇-汽油混合燃料时的非常规排放特性,以及三效催化器对其的净化效率．研究结果表明,在不改变汽油机任何参数的情况下,随着乙醇掺混比的增大,苯的排放量明显降低,尤其当乙醇体积分数为9．826％时,最大降幅接近50％;同时对甲醛排放也有改善作用,但排气中的乙醛和未燃乙醇浓度却相应增加．三效催化器对苯和甲醛的净化效率较高,其中苯的平均净化效率为87％,催化后排气中未检测出甲醛,而对乙醛和乙醇的净化效率相对较低．

柴油-生物质油乳化燃料最佳HLB值及理化性质研究

采用超声波乳化法制备柴油-生物质油乳化燃料,并研究了乳化燃料所需乳化剂的最佳亲水亲油平衡(HLB)值以及乳化条件对乳化燃料稳定性的影响,测定了乳化燃料的密度、黏度、闭口闪点、烟点、凝点和总热值等理化性质。结果表明,柴油-生物质油乳化燃料乳化剂的最佳HLB值为5.5～6.2;当乳化温度为50℃～60℃、单位容积输入功为180J/mL～300J/mL时,乳化燃料的稳定性最好;乳化燃料的密度、黏度、闪点和烟点随生物质油比例的增加而增大,而凝点和总热值则随生物质油比例的增加而降低。

乙醇/柴油混合燃料醛、酮类污染物排放特性的研究

采用助溶剂与着火促进剂配制乙醇体积分数为2000/的乙醇/柴油混合燃料,利用高效液相色谱（HPLC）技术分析、研究了不同工况下燃用纯柴油和混合燃料时醛、酮类污染物的排放特性。研究结果表明,分析方法可同时完成对13种醛、酮类非常规污染物快速、准确的定量;燃用混合燃料时,醛、酮类污染物的总体排放浓度为5.15-10.6 mg/m^3,是纯柴油排放浓度的0.93-1.41倍;其中最显著的为乙醛,质量浓度为2.48-4.87 mg/m^3,占总检测醛、酮类污染物排放质量分数的45.9%-65.3%;其次是甲醛,其质量浓度为0.54-2.25 mg/m^3,占总检测醛、酮类污染物排放质量分数的7.08%-23.8%。醛、酮类污染物的总体排放浓度随发动机转速和燃空比的增加,先减小而后逐渐增大。

使用柴油醇对增压中冷柴油机性能和排放的影响

在不改变现有增压中冷柴油机结构的条件下,研究了两种柴油醇(E10和E15)对发动机动力性、经济性、排放性的影响。研究结果表明:增压中冷柴油机使用柴油醇,发动机的动力性有所降低,燃油消耗率有所增加,而能量消耗率在小负荷时有所增加,在中高负荷时与使用柴油相当。排放性能表明:CO和碳烟排放量有一定程度的降低,HC排放量在小负荷时明显增加,NOx排放量在低转速的中高负荷时有所增加,在高转速时变化不大。十三工况试验表明,多种比排放量有所增加,主要原因是小负荷分担率增加。本研究为下一步试验,尤其是小负荷的改善提供了基础。

乙醇燃料均质压燃发动机的试验研究

利用进气预热和废气再循环(EGR)控制方法,在由CA6110柴油机改造的单缸发动机上进行了以乙醇为燃料的均质混合气压燃(Homogeneous Charge Compression Ignition,HCCI)试验研究.结果表明:在过量空气系数λ=1～9时,发动机可以实现HCCI燃烧,但由过量空气系数和EGR率表示的HCCI工作范围受爆震和部分燃烧的限制.乙醇燃料HCCI燃烧最大平均指示压力可达到0.6 MPa,指示效率可达到60%.在HCCI燃烧中只产生少量的NOx,但是未燃HC和CO的排放较高.

燃油添加剂对降低汽油机油耗和有害排放物的试验研究

降低汽油机主要有害排放物的有效方法之一是在其燃油中投放添加剂．文中分析了燃油添加剂对燃烧过程的影响，并在ＥＱ６１００台架试验中采用了优化成分组合的汽油机添加剂．试验结果表明，该添加剂可使碳氢化物降低３０．１％，一氧化碳降低２０％，且油耗降低２．５％以上．

化油器发动机燃用不同比例乙醇汽油的性能和排放试验

在现有的化油器式汽油机结构不做变动和调整的情况下,研究了4种比例的乙醇汽油对发动机动力性、经济性和排放性的影响。研究表明:汽油机使用乙醇汽油,随燃料中乙醇添加比例的增加,过量空气系数逐渐增大;发动机的最大功率有所降低;燃料消耗率逐渐增加,能量消耗率变化不大;CO排放在中低负荷没有明显变化,在高负荷逐渐减少;HC排放逐渐减少;NOx排放在中低负荷逐渐减少,在高负荷逐渐增加。

增氧剂DMC对汽油理化特性及电控汽油机性能的影响

选用碳酸二甲酯 (DMC)作为含氧燃料添加剂 ,分别按一定的体积比添加到 90 # 无铅汽油中 ,分析其对汽油主要理化参数的影响规律 .此外 ,在发动机试验台架上 ,考察了燃用不同掺混比的DMC/汽油混合燃料时 ,电控汽油机动力性能和经济性的变化 .实验结果表明 ,DMC/汽油混合燃料的研究法辛烷值 (RON)随着DMC添加量的增大而增加 ,当达到试验最大添加比例 4.7%时 ,燃料的研究法辛烷值为 93 .3 .混合燃料的雷德蒸气压有所降低 ,而馏程与基础油相比 ,基本保持不变 .燃用DMC/汽油混合燃料 ,汽油机功率下降 ,燃油消耗率和能量消耗率上升 .当达到最大添加比例 4.7%时 ,汽油机功率下降最大值达到 7.4% ,相应的燃油消耗率和能量消耗率则分别上升 11.4%和6.3 % .

增压中冷压燃式发动机燃用柴油醇的十三工况排放特性

在应用自行研制的助溶剂解决了乙醇与柴油相溶性问题的基础上,进行了增压中冷压燃式发动机燃用E10柴油醇十三工况排放特性的试验研究。结果表明:与燃用0#柴油相比,燃用E10柴油醇的排放污染物HC、NOx、PM和SOF的比排放量有所增加,CO和DS的比排放量有所减少;中小负荷工况分担率的增加导致了多种排放污染物比排放量的增加;乙醇的高汽化潜热使缸内温度变低是比排放量增加的主要原因。提高中小负荷的进气温度可以适当提高缸内温度,从而降低CO、HC、PM和SOF的比排放量,但NOx比排放量会有所增加。

生物质热解燃油在柴油机上的应用效果

生物质通过快速热解得到的生物质热解燃油主要成分为含氧有机混合物和水,不宜直接作为燃料使用,但与柴油乳化后可实现其在发动机上的应用。在确定生物质热解燃油/柴油乳化油乳化剂的最佳亲水亲油平衡(HLB)值后,利用超声波乳化装置制备了生物质热解燃油质量分数为10%的乳化油(用BPO10表示),然后在一台未作改动的直喷式柴油机上对燃用BPO10时的燃烧和排放进行了研究。结果表明,生物质热解燃油/柴油乳化油乳化剂的最佳HLB值约为5.8。与0号柴油相比,发动机燃用BPO10时燃烧始点推迟,预混燃烧放热峰值明显升高,扩散燃烧放热峰值略低,最高燃烧压力较低,燃烧持续期缩短;燃用BPO10时有效燃油消耗率较高,而有效热效率与0号柴油的相当;燃用BPO10时可同时大幅降低NOx和碳烟排放,但HC和CO排放升高。

乙醇燃料内燃机均质压燃的工作区域

在一台由CA6110柴油机改造的单缸HCCI发动机上进行了乙醇燃料的HCCI工作区域的试验研究。确定了由平均指示压力pm i和转速n表示的HCCI工作区域,分析了工作区域内的指示热效率和排放性能。结果表明:HCCI燃烧有较高的指示热效率,最高可达60%;指示热效率主要受负荷的影响,转速对其几乎没有影响。HCCI燃烧只产生很少的NOx,最大NOx指示比排放只有1 g/kWh;而HC和CO排放都比较高,最低的HC和CO排放约为5 g/kWh,而且对负荷非常敏感。

柴油-乙醇乳化燃料乳化剂的最佳HLB值研究

为了避免柴油-乙醇乳化燃料在实际使用过程中,由于乙醇吸水导致的柴油与乙醇的分层现象,研究了柴油-工业乙醇(含水量为5%)乳化燃料所需乳化剂的最佳HLB(亲水亲油平衡)值以及不同含水量对最佳HLB值的影响.试验结果表明,柴油与工业乙醇乳化时,最佳HLB值为3.3～3.8;柴油-水乳化液所需乳化剂的最佳HLB值为2.8～3.3.随含水量的增加,柴油-乙醇-水乳化液所需乳化剂的最佳HLB值增大,乳化燃料分层时间变长.在柴油-乙醇乳化燃料中加水有利于提高乳化燃料的稳定性.

木薯乙醇—汽油混合燃料生命周期能源消耗多目标优化研究

建立了木薯乙醇—汽油混合燃料生命周期能源消耗单目标和多目标优化模型。以生命周期总体能源消耗、化石燃料消耗和石油消耗为优化目标,对木薯乙醇—汽油混合燃料生命周期能源消耗进行了单目标及多目标优化,并进行了灵敏度分析。结果表明:多目标优化能使木薯乙醇—汽油混合燃料的生命周期总体能源、化石燃料和石油消耗同时降低,可以为木薯乙醇—汽油混合燃料的应用提供决策依据,具有重要的应用价值。

汽油加氢改善发动机性能的试验研究

在汽油机的燃烧过程中加入部分的氢气进行燃烧，可对发动机的性能改善和废气排放物的降低起到良好作用。本文就加氢后的汽油机过量空气系数、点火提前角的变化、燃烧过程的循环压力变动、发动机的经济性及ＨＣ和ＣＯ排放问题进行了研究。试验结果表明：随着汽油燃烧过程中加氢比例的增大，混合气着火界线加宽。另外，由于氢气的火焰传播速度快，加氢后混合气的着火延迟期缩短，最佳点火提前角减小，燃烧过程的循环压力变动减小，而且。

木薯乙醇-汽油混合燃料生命周期排放多目标优化研究

建立了木薯乙醇 汽油混合燃料生命周期排放单目标和多目标优化模型 .以生命周期CO ,NOx,PM ,HC ,SOx,CO2 排放为优化目标 ,对木薯乙醇 汽油混合燃料生命周期排放进行了单目标及多目标优化 ,并进行了灵敏度分析 .结果表明 :多目标优化后木薯乙醇 汽油混合燃料的混合比例为 6 3% .与原始值相比 ,多目标优化后生命周期CO排放略有升高 ,NOx 升高 1 5 % ,PM升高 1 9% ;生命周期HC、SOx 和CO2 分别降低 8%、5 0 %和 2 1 % .

自然吸气直喷压燃式发动机燃用柴油醇的性能和排放

应用助溶剂解决了乙醇和柴油相溶性较差的问题并配制柴油醇燃料,分析了柴油醇的主要理化特性,结果表明,柴油醇的黏度、热值和十六烷值有所下降,但汽化潜热却明显增加。自然吸气直喷压燃式发动机不作任何调整,燃用E10柴油醇,动力性和经济性基本不变,燃用E20柴油醇,动力性下降,小负荷经济性恶化。燃用柴油醇,在中小负荷工况,CO和HC浓度排放增加,NOx浓度排放减少;在大负荷工况,CO浓度排放减少,HC浓度排放变化较小,NOx浓度排放增加,排气烟度降低明显。柴油醇中乙醇含量越多,排放性能变化越大。适当推迟供油提前角对压燃式发动机燃用柴油醇的性能有利。

一种新型多功能柴油添加剂

将表面活性剂、油性溶剂和水等混合制得了一种新型多功能柴油添加剂 .汽车怠速试验与发动机台架试验表明 ,该添加剂能改善燃烧 ,并较大幅度降低柴油发动机尾气中CO、NOx、HC及碳烟等污染物的排放 .文中还分析了影响添加剂降污性能的主要因素 。

燃料乙醇生命周期影响评价

建立了中国燃料乙醇生命周期影响评价模型,并以木薯燃料乙醇为例,对中国燃料乙醇进行了生命周期影响评价。结果表明在木薯燃料乙醇生命周期过程中,“燃烧/车辆使用”产生的环境影响最大,占整个生命周期的51.82%;其次为“燃料生产”单元,占41.32%;“原料生产”单元仅占6.86%。随着木薯燃料乙醇在汽油中混合比例的增加,其生命周期环境影响总水平值降低。与汽油比较,木薯乙醇产生的环境影响较小。

乳化剂对乙醇乳化柴油稳定性的影响

以高速分散器为乳化设备,0#柴油和无水乙醇为主要原料制备了乙醇乳化柴油乳液。考察了乳化剂的类型、HLB值和用量等对乳液稳定性的影响。实验结果表明,以油酸和壬基酚聚氧乙烯醚复配为乳化剂、HLB值为8、乙醇含量小于15%,调整内、外相密度近似相等可提高乳液稳定性,提出密度可以作为配制乙醇乳化柴油的参考依据。

乳化燃油的特性及其在内燃机中的应用研究

随着能源短缺、环境污染的日益严峻 ,研究开发新型代用燃料成为解决这一问题的主要途径之一 在内燃机中燃用掺水乳化燃油不但可以取得良好的节油效果 ,而且可以大幅度降低氮氧化物、固体颗粒物等有害物质的排放量 ,因此被视为一种降低油耗、改善排放的有效手段 但乳化油的稳定性差、在掺水量较大时难以保证柴油机的正常着火起动又是推广燃油乳化技术需要解决的问题 根据多年来国内外学者所作的研究 ,就乳化油的稳定性、节油机理、降低排放机理以及着火延迟等问题的研究现状进行综合评述 。