重型柴油机在不同海拔地区的燃烧与排放特性

利用可移动发动机测试台架和便携式排放测试系统,在3个不同海拔高度的地点(青海的望昆、都兰和甘肃兰州)对一台欧III涡轮增压中冷重型柴油发动机进行了实际海拔高度下的燃烧与排放试验,获得了实际海拔环境下的发动机燃烧特性和污染物排放与海拔高度变化的关系.结果表明:随着海拔高度的增加,环境压力减小,相同工况点的最大燃烧压力降低,燃烧始点推迟,预混合燃烧比例增加,燃烧持续期缩短,最高平均温度上升;随着海拔高度的增加,柴油机CO排放增加,在标定转速的中等负荷时有少许降低,而颗粒物排放增加,且在最大转矩转速下尤为明显;但NOx排放的变化规律不明显,随海拔的变化幅度也较小.

DOC对柴油机排放特性影响的研究

在柴油发动机台架上,通过HT350动态测功机、AM4000等仪器测量了柴油机氧化催化转换器(DOC)前后2个固定转速5个工况点的排放特性,分析了DOC对HC,CO,NOx,PM等影响,并用DRI碳分析仪分析了PM的碳质组分.结果表明,DOC能大幅降低HC,CO的排放,DOC前后NOx总量变化不大;DOC对颗粒物数量浓度降幅为25%～40%,其中核膜态降幅为16%～36%;随负荷增加DOC对颗粒物总数量浓度、核模态数量浓度降幅逐渐减小,积聚模态降幅逐渐增加;DOC通过降低HC促进SOF氧化从而达到催化氧化有机碳OC,OC对占PM总降幅贡献率在67%以上,EC最高仅为9%.

国Ⅳ公交车实际道路排放特征

满足国Ⅳ标准的公交车已被广泛用于北京等大城市,为了评价其相对于国Ⅲ公交车的实际减排效果,使用PEMS(车载排放测试系统)测试了4辆装有SCR(选择性催化还原)系统的国Ⅳ公交车和1辆国Ⅲ公交车在实际运行条件下的污染物排放并进行对比.结果表明:相对于国Ⅲ公交车,装有SCR系统的国Ⅳ公交车在实际运行工况下有效降低了污染物排放,CO、THC和PM分别比国Ⅲ限值降低了60.8%、94.2%和86.2%;但由于实际运行工况中排气温度较低,致使SCR系统效率偏低,只有一辆国Ⅳ公交车NOx排放低于国Ⅲ限值,其他3辆车的NOx排放分别比国Ⅲ限值高187.3%、228.7%和157.3%.国Ⅳ混合动力车的CO2、CO和PM排放比常规动力车分别降低了42.9%、48.8%和89.5%,但NOx排放反而增加了112.1%.实际运行工况下,测试车辆只有12.7%的工况点分布在A转速(1 478 rmin)以上;而ETC工况中在A转速以上的工况点占整个循环的80.5%,造成了满足ETC等型式认证的车辆在实际工况下NOx排放偏高.因此,需要对公交车的实际排放进行有效监督.

国V公交车实际道路排放特性研究

使用车载排放测试系统测试了北京市4种不同技术路线的14辆国V车辆的实际道路排放情况。结果表明,氧化催化器(DOC)能明显降低天然气公交车的CO排放,但其对THC的降排效果有待提高。采用EGR技术的天然气公交车在低速时NOx减排效果较柴油车好,但是高速时没有优势。使用SCR系统的柴油车CO和THC排放较低,但低速时NOx排放较高。而天然气车由于排气温度较高,加装SCR系统后可有效降低NOx排放,效果最理想。天然气公交车的颗粒物质量排放远低于柴油车,但是由于稀释方式的影响,其核模态的颗粒物数量较多。

基于燃油消耗的工程机械排放因子研究

为获得工程机械的实际排放因子,利用车载排放测试系统(PEMS)对45辆典型工程机械进行实际工况排放测试.测试工况包括怠速、行走和作业工况.结果显示:行走和作业工况下排放速率波动明显,较大的排放峰值主要分布在作业工况下.怠速工况下CO和HC排放因子相对较高,而作业工况下基于油耗的NOx和PM排放因子高于怠速和行走工况.推土机CO、HC和PM在3种工况下基于油耗的排放因子明显高于其他机械.比较国1标准机械与国2标准机械发现,国2标准机械CO,HC,NOx和PM在各个测试工况下的排放因子均有不同程度的降低.

柴油公交车行驶工况解析及排放特性研究

为评价ESC和ETC工况与公交车实际行驶工况的一致性,以及其排放限值与实际行驶排放水平的差异,对北京市公交车的行驶工况进行了调查.采用聚类的统计方法对工况数据进行解析和特征值计算,选择合适的公交车采用SEMTECH气态分析仪对气态污染物实时测量.结果表明:ESC稳态及ETC瞬态工况均与公交车的实际行驶工况有很大的差别,采用通过ESC和ETC标准的发动机在公交车上运转时,CO和NOx的排放量会经常大幅度超过限值,特别是NOx超过50%的时间点均处于限值以上,且偏离程度较大,不能有效地对公交车排放进行限定.对公交车可以在台架上采用特定的工况进行型式认证,或者采用车载测量的方法作为补充的监督手段.

汽油车燃用乙醇汽油的颗粒物与醛酮排放特性

依据国家第4阶段排放标准(GB 18352.3—2005),使用电子低压冲击仪和高效液相色谱仪、在底盘测功机上对汽油车燃用汽油及E10乙醇汽油的颗粒物及醛酮排放进行了对比研究.结果表明:车辆燃用E10乙醇汽油后,颗粒物排放的数密度、表面积浓度和体积浓度比燃用汽油时的低,但醛酮类污染物总量比燃用汽油时高,其中乙醛的增幅最大,是汽油车的5倍左右;车辆燃用汽油和乙醇汽油所排放的颗粒物中,PM2.5所占比例分别为99.98%和99.99%,PM0.1的比例为别为95.79%和95.33%.

CNG公交车燃气消耗预测的研究

为评估北京市在用CNG公交车实际运行的燃气消耗水平,利用随车排放测试系统对北京市在用CNG公交车进行抽样排放测试,然后运用碳平衡法根据污染物排放数据计算出这些车辆的瞬时燃气消耗速率,并分析了燃气消耗特征,建立了按速度、加速度和比功率划分的燃气消耗速率库,得到了北京市CNG公交车实际运行的燃气消耗模型。通过验证,由模型计算出的燃气消耗与实际燃气消耗有很好的一致性,误差在10%以内。因此,只须使用GPS获得某类公交车的运行数据,便可运用该模型预测出同类公交车的燃气消耗。

Numerical model of on-road emission rates of diesel buses in Beijing

A total of 14 in-use diesel buses were selected to conduct emission measurement using a portable emissions measurement system （PEMS） in Beijing. Their instantaneous gaseous emission rates, particular matter （PM） emission rates and driving parameters were obtained. The influences of speed, acceleration and vehicle specific power （VSP） on emissions were analyzed. Based on the relationships between these driving parameters and emissions, 24 driving bins defined by speed, ac- celeration and VSP were constructed with cluster analysis to group emission rates for Euro Ⅲ and IV buses, respectively. Then the emissions reductions from Euro Ⅲ to Euro Ⅳ diesel buses were ana- lyzed. Lastly, on-road hot-stabilized emission rate model for diesel buses in Beijing was developed. Through the comparison of the model simulation emission rates with the measured emission rates, the modeled emission results were in good agreement with the measured emission results. In most of the cases, the differences were less than 12 %.