重型柴油机低温起动及暖机过程的颗粒排放特性

低温环境下重型柴油机起动过程碳烟颗粒排放较高,严重影响起动效率。柴油机的低温起动性能受冷却液和润滑油温度的影响,为揭示低温环境下柴油机起动过程的碳烟颗粒排放变化规律,通过单缸发动机台架试验,对起动和暖机过程不同初始水温油温条件下的缸内压力、碳烟烟度和颗粒物浓度排放进行测量。试验结果表明:发动机低温起动初期碳烟排放最高,随着起动和暖机过程中水温油温升高碳烟排放逐渐降低,聚集态颗粒数浓度降低,核态颗粒数浓度升高,总颗粒数浓度受核态颗粒主导而升高;低温起动时提高初始水温、油温,起动和暖机过程中碳烟排放降低,核态颗粒数浓度、粒径、表面积和质量均降低,聚集态颗粒数浓度降低,大尺寸聚集态颗粒增多使得颗粒表面积和质量升高;低温环境下提高加温锅的加热能力以升高初始水温油温,可降低起动过程的碳烟和颗粒数排放,有助于提高起动效率和减少环境污染。

轻型车制动颗粒排放研究现状

随着汽车排气颗粒物排放标准的日益严格化,制动、轮胎磨损等产生的非排气颗粒物已经超过排气颗粒物成为汽车颗粒排放的主要来源。本文综述了制动颗粒物的研究现状,已有研究表明轻型车实际驾驶条件下制动产生的颗粒物PN排放能够达到10~(12)#/km级别,PM排放最高可达21 mg/km,均超过国六尾气排放限值,并且有相当一部分集中在极细颗粒物水平(<100 nm),且颗粒物中含有PAHs等致癌物质。未来应制定相应的标准,规范制动颗粒物测量和控制方法。

基于热重分析法的生物柴油-柴油发动机颗粒排放研究

在直喷式柴油机上进行了不同供油提前角以及生物柴油与柴油以不同比例混合的发动机颗粒排放测试,利用热重分析仪分析了颗粒排放中挥发性有机成分随温度的变化。结果表明,与生物柴油掺混比例相比,在所测试工况,供油提前角的变化对颗粒排放中挥发性有机成分生成量的影响较小,挥发性有机成分生成量随混合燃料中生物柴油掺混比例的增加而增大;蒸发温度在150～180℃范围内的挥发性有机成分最多,并且随生物柴油比例的增大,挥发性有机成分更集中在该温度范围。

低温等离子技术在柴油机颗粒排放控制中的应用

介绍了一种结构新颖的低温等离子碳烟颗粒捕捉器及试验结果。在韩国现代直列 4缸直喷式柴油机上的试验研究表明 ,该捕捉器能够在发动机广阔的转速和负荷范围内有效地控制其排气中的颗粒排放 ,中低负荷工况其效率高于 90 %。在美国道路试验工况 FTP- 75下 ,总效率可达 70 %以上。

柴油引燃天然气发动机不同喷射时刻和引燃油量下的燃烧和颗粒排放特性研究

在一台改装的柴油引燃天然气发动机上对不同的柴油喷射时刻和引燃油量(喷射油量)下的燃烧和颗粒排放进行了试验研究,并对相关的燃烧和颗粒排放特性进行分析。研究结果表明:随着喷射时刻和引燃油量的变化,柴油引燃天然气发动机的颗粒排放呈现单峰分布,其粒径分布无太大的变化,峰值粒径出现在29nm附近。随着喷射时刻的提前,纳米级颗粒数量浓度显著增加,颗粒的质量浓度呈现先减小后增加的趋势,滞燃期逐渐推迟,总燃烧持续期先减小后缓慢增加,相应的放热率曲线型心在逐渐靠近上止点后逐渐远离;随着引燃油量的增加,柴油引燃天然气发动机滞燃期和总燃烧持续期持续减小,放热率曲线型心逐渐靠近上止点,发动机排放颗粒的数量浓度明显减小,但其颗粒的质量浓度逐渐增加。

不同品质燃油对公交车道路颗粒排放特征的影响

以国Ⅳ排放柴油公交车为样车,研究了3种燃油公交车的颗粒数量排放特性.3种燃油分别为纯柴油、B20燃油〔V(生物柴油)∶V(纯柴油)=2∶8〕和G20燃油〔V(天然气制油)∶V(纯柴油)=2∶8〕.结果表明:公交车燃用3种燃油的排气颗粒数量随粒径变化均呈双峰对数分布,其中核态颗粒数量峰值粒径均为10.8 nm;聚集态颗粒数量峰值粒径则因燃料差异而不同,其中纯柴油、B20燃油和G20燃油分别为80.6、69.8和60.4 nm.对于不同类型道路,在公交车燃用纯柴油时,其快速路下的排气颗粒数量(7.35×1015km-1)最低,分别比主干道和次干道低47.7%和55.1%.对于不同品质燃油而言,在全程测试线路内,燃用G20燃油的公交车排气颗粒总数量(6.92×1015km-1)最低,较纯柴油和B20燃油分别降低了42.5%和32.4%.其中,G20燃油排气中核态颗粒数量为1.81×1015km-1,较纯柴油和B20燃油分别降低了3.1%和15.4%,而聚集态颗粒数量则分别降低了49.7%和37.0%.表明公交车燃用天然气制油可有效降低颗粒排放.

EGR与喷油定时对柴油机预混燃烧颗粒排放的影响

采用试验方法研究了小负荷单次早喷射模式下EGR率和喷油定时对柴油机预混燃烧过程和颗粒排放的影响.结果表明:当喷油定时处于45°~35°,CA BTDC、EGR率不超过60%,时,积聚态颗粒物数浓度受EGR影响而增加的趋势较为缓慢,此时平均粒径大小在50~60,nm;当EGR率超过60%,达到70%,时,积聚态颗粒物数浓度急剧增加,此时数浓度的最大值所对应的平均粒径却减小到30~40,nm.当喷油定时处于30°~26°,CA BTDC时,积聚态颗粒物数浓度受EGR影响并不明显.随着喷油定时的推迟,核态颗粒物数浓度逐渐升高.当ηEGR≤60%,,总颗粒物数浓度受EGR率变化影响不大,但随喷油定时的推迟呈现逐渐升高的趋势,与核态颗粒物变化趋势一致;当ηEGR>60%,,总颗粒物数浓度随EGR率升高急剧增加,这是积聚态和核态颗粒物共同作用的结果.

催化型颗粒捕集器配方对柴油机颗粒排放特性的影响

为研究催化型颗粒捕集器(catalyzed diesel particulate filter,CDPF)配方对柴油机颗粒物净化效果的影响,基于铂/钯/铑(Pt/Pd/Rh)贵金属配方,对采用不同贵金属负载量及配比配方时的柴油机颗粒排放特性进行了试验研究。研究结果表明:当CDPF催化剂配方中贵金属负载量较高时,柴油机颗粒物质量浓度降幅较大,平均降幅达97%;当催化剂配方中钯元素含量较高时,颗粒物数量浓度降幅较大,平均降幅达98%,采用钯元素含量较高的催化剂配方,对核态颗粒物的净化效果较明显。

SCR装置对共轨柴油机稳态颗粒排放特性影响的研究

以一台重型柴油机为原机,连接到选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)装置进行ESC 13工况稳态试验,研究稳态下SCR装置在无尿素喷射量时对柴油机颗粒排放的影响。研究结果表明:无尿素喷射的SCR对颗粒排放有影响,柴油机连接SCR装置后颗粒排放低于原机,排气颗粒质量下降60%;原机的颗粒排放以核态颗粒为主,连接SCR系统后的颗粒排放以聚集态颗粒为主;原机连接SCR装置后核态颗粒数量明显下降,各转速下,50%和75%负荷处降幅显著,而25%和100%负荷处核态颗粒的降幅随转速的升高而降低。

车用柴油机降低机油耗减少颗粒排放研究动态

车用柴油机排气造成的空气污染已为人们日益关注，世界主要工业国家对此制定了严格的排放法规。近年术，国内外在机油对颗粒排放的影响及降低机油耗以减少颗粒排放方面展开了探索，本文就此研究动态进行综述，并提出一些看法。

柴油轿车冷起动颗粒排放特性的试验研究

使用排气颗粒数量与粒径分析仪对一辆帕萨特柴油轿车进行了冷起动和热起动对比试验,研究其起动过程的颗粒排放特性。结果表明,柴油轿车冷起动颗粒排放数量浓度与热起动相比显著增加,其中,聚集态颗粒数量浓度增加明显,而核模态颗粒数量浓度差别不大;冷起动排放颗粒表面积浓度、体积浓度和质量浓度显著高于热起动;冷起动过程燃油消耗量也比热起动成倍增加。因此,冷起动不但造成颗粒排放恶化,且严重影响柴油轿车的燃油经济性。

润滑油特性对柴油机颗粒排放性能影响的试验研究

用台架试验法研究润滑油特性对柴油机颗粒排放特性的影响。在一台云内动力雷默D19TCI增压中冷高速柴油机上,利用专门配制的6种不同润滑油,考察了润滑油的基础油特性、蒸发损失率以及润滑油温度和发动机负荷等运转参数对柴油机颗粒排放的影响。结果表明:润滑油的灰分含量越低,总体颗粒排放量越少;降低润滑油的蒸发损失率,能使粒径为300 nm以上润滑油级颗粒排放减少56%;与第Ⅱ类基础油CI4相比,加氢精制油能减少发动机8.7%~20.4%的颗粒排放数浓度,合成油PAO在高油温高负荷条件下具有最佳的颗粒减排性能;采用较低的润滑油温度有利于降低发动机低负荷工况下的润滑油级颗粒排放;发动机负荷增加,润滑油级颗粒排放大幅增加,但总体颗粒排放峰值降低57.9%。

DPF再生时出口颗粒排放特性的试验

基于外加热源再生性能测试台架,采用便携式固体颗粒物计数仪,研究soot沉积方式和颗粒可溶性有机组分(SOF)对柴油机颗粒捕集器(DPF)出口颗粒排放的影响.结果表明:无过渡段沉积后,DPF再生效率和总质量浓度随再生温度增加而增加,升温阶段出口颗粒物以核态为主,再生阶段DPF载体内部出现温度波峰且出口颗粒物以积聚态为主;添加50 cm过渡段沉积后,再生效率和总质量浓度同样随再生温度增加而增加,575℃以下再生时,升温和再生阶段出口颗粒物均以核态为主;575℃再生时,升温阶段颗粒物以核态为主,再生阶段以积聚态为主.SOF能促进DPF再生,其质量分数越高,DPF再生效率和总质量浓度越高,再生时出口颗粒物趋向于核态.

含氧燃料添加对引燃式天然气发动机细颗粒排放的影响

为了降低柴油引燃天然气发动机的颗粒排放,在改装的柴油机上试验研究了含氧燃料碳酸二甲酯(DMC)添加对柴油引燃天然气发动机燃烧和颗粒排放的影响。通过对比分析不同的含氧燃料掺混比下的燃烧参数和颗粒排放特性发现:随着引燃燃料中DMC掺混比的增大,引燃燃料中含氧量(氧的质量分数)的不断增加,滞燃期逐渐推迟,初始燃烧放热率峰值增大,初始燃烧期逐渐延长,总燃烧持续期不断缩短;柴油引燃天然气发动机的颗粒排放呈现单峰分布,随着引燃燃料中含氧量的增加,颗粒数量浓度峰值粒径向大颗粒粒径方向移动,颗粒的数量浓度和质量浓度同时减小,当引燃燃料中含氧量达20%时,颗粒质量浓度降幅达70%,颗粒数量浓度降幅达86%。因此,引燃燃料中添加含氧燃料DMC是一种降低柴油引燃天然气发动机颗粒排放的有效方法。

直喷式柴油机颗粒排放控制研究

简要分析了柴油机颗粒排放的形成机理,并评述了有关颗粒控制技术的前处理、机内控制和后处理方法。最后,指出有效降低颗粒排放的方向。

发动机颗粒排放全流稀释系统设计

在发动机颗粒排放测试过程中 ,排气稀释系统是必备的设备。目前排放测量法规所用的排气稀释系统有两种 :一种是全流稀释系统 ,另一种是部分流稀释系统 ,主要设备依赖进口。本文设计了一种发动机排放测量全流稀释系统 ,可以满足车用发动机排放测量需要。

柴油中硫含量对柴油机纳米颗粒排放的影响

0引言 在大气气溶胶的贡献源中，交通运输行业产生的污染物是主要的人为源之一[1]。其中，从车辆和船舶配备的柴油机中排放出来的颗粒物，是大气气溶胶的重要组成部分。大量的研究表明，柴油机产生的纳米颗粒会诱发肺癌等疾病，对人体健康会产生严重危害。同时，酸雨和冰川融化也与柴油机排放的颗粒物存在较为密切的关系，因此对环境空气中纳米颗粒污染的深入认知和有效控制日益受到人们的重视[2]。

车辆颗粒排放物污染与控制措施的探讨

介绍了车辆内燃机颗粒排放物对人体的危害 ,系统地分析了颗粒排放物控制的有效措施 ,如水洗法、滤出催化燃烧法等。建议大力开展对燃料添加剂和清洁代用燃料技术的研究 ,这样既可以解决环境问题又可以解决资源问题。

PAO基润滑油对柴油机颗粒排放性能的影响

在增压中冷高速柴油机上,利用DMS500快速响应颗粒分析仪,比较研究了包括聚α-烯烃(PAO)基全合成润滑油在内的多种润滑油对柴油机颗粒数量排放性能的影响,在不同负荷与转速下进行考察,并重点分析了润滑油工作温度和灰分含量影响,从而概括出PAO润滑油典型工况下的颗粒排放特征.结果表明:发动机负荷增加,发动机颗粒数排放峰值降低;转速增加,颗粒数排放峰值升高.较高的工作温度有利于降低PAO润滑油的颗粒排放峰值;润滑油的灰分含量越低,颗粒排放量越少,尤其在小负荷工况下;润滑油的基础油成分对发动机颗粒排放影响显著,PAO基润滑油在高工作温度、高发动机负荷下的颗粒排放性能优异.

润滑油参数对柴油机颗粒排放成分及特性影响的试验研究

在一台增压中冷高速柴油机上,分别用4种专门配制的润滑油进行尾气排放测试,比较分析了润滑油的基础油种类及灰分含量对颗粒排放物的氧化活性、金属元素及颗粒中正构烷烃含量的影响.针对柴油发动机排气进行测试,对柴油机颗粒滤清器的再生研究具有一定的参考价值.颗粒物的氧化活性研究结果表明:小负荷时,颗粒排放物的氧化性较强,且和基础油种类关系不大;当负荷增大时,颗粒排放物的氧化活性变低;聚α烯烃(PAO)润滑油的颗粒排放物的氧化活性高于矿物润滑油,且经过低灰处理后润滑油的颗粒物氧化活性较强.颗粒排放物中金属成分的研究结果表明:相同种类的基础油,润滑油的灰分含量降低,颗粒排放物的金属成分含量也随之降低;与普通矿物油相比,在普通PAO润滑油的颗粒排放物中金属含量有增大的趋势,但经过低灰并加入部分矿物油处理后,颗粒排放物中的金属含量与低灰普通矿物润滑油的含量大致相当.颗粒排放物中正构烷烃含量的研究结果表明:当负荷增大时,润滑油中的正构烷烃含量升高;当用PAO润滑油时,颗粒排放物中的正构烷烃含量有所降低;当润滑油的灰分含量较低时,颗粒排放物中的正构烷烃含量减少.