天然气发动机烃类污染物比排放偏差分析

基于某重型国六排放标准天然气发动机排放耐久试验的气态污染物排放测试结果,对导致烃类污染物比排放偏差的关键因素进行了分析。结果表明,排放分析仪中氢火焰离子化探测器响应时间的微弱偏差和燃料参数设置会对非甲烷碳氢和总碳氢的比排放结果产生重大影响。为此,提出了一种利用测试数据修正响应时间的方法,大大提高了重型天然气发动机烃类污染物排放的测试精度。

柴油机颗粒物及重金属比排放特征研究

测定了国Ⅲ、国Ⅳ和国Ⅴ3种排放水平道路柴油机及一种非道路国Ⅱ柴油机的颗粒物与重金属比排放。结果表明,国Ⅴ排放水平的道路柴油机在颗粒物及重金属比排放方面均远低于国Ⅲ和国Ⅳ道路柴油机,重金属比排放仅为国Ⅲ和国Ⅳ道路柴油机的约75%。国Ⅳ道路柴油机瞬态工况(ETC)试验的颗粒物及重金属比排放均显著高于稳态工况(ESC)试验,且大排量柴油机在ETC试验中重金属比排放比小排量柴油机高出20%以上。道路与非道路柴油机7种重金属比排放顺序基本为As>Zn、Cu、Cr>Ni、Pb>Cd。非道路国Ⅱ柴油机重金属总比排放是道路柴油机重金属比排放的近16倍,表明非道路柴油机在颗粒物和重金属比排放方面对环境的污染风险均显著高于道路柴油机。

DPF碳载量对重型车PN排放影响研究

从DPF碳载量为0%时开始,直至DPF碳载量为100%,达到后处理再生状态结束共进行了8次PEMS试验。研究DPF碳载量对PN比排放的影响,根据瞬时车速和瞬时机动车比功率等参数对瞬态数据划分Bin网格,计算每次试验各个Bin的PN平均排放浓度和DPF平均温度的关系。试验结果表明,除最后一次发生再生的PEMS测试外,随着DPF碳载量的增大,PN比排放呈现先升高再降低的趋势;随着碳载量升高,Bin0、Bin1、Bin12以及Bin22等区间内每次试验的PN排放浓度相差不多。Bin13区间内的PN排放会随着碳载量的升高整体呈升高趋势。Bin23和Bin33区间内,PEMS试验的PN排放会随着碳载量的升高整体呈降低趋势。

基于功基窗口法的道路NO_(x)排放风险研究

为研究功基窗口法对便携式排放测试系统整车道路试验污染物排放结果的影响,从功率阈值、评价标准、NO_(x)体积分数峰值3方面开展试验研究。结果表明:在某一功率阈值下,90%有效功基窗口NO_(x)比排放满足排放标准限值要求时,可降低发动机负荷,减小功率阈值,确保低功率阈值下NO_(x)比排放仍满足排放标准限值要求;欧六e标准的90%有效功基窗口NO_(x)比排放计算结果高于国六b标准,排放超限风险较高;NO_(x)体积分数峰值对90%有效功基窗口NO_(x)比排放的影响很大,可能会导致排放超限风险。

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.

基于窗口平均值法的高原环境下柴油车NOx排放研究

采用车载排放测试系统和窗口平均值法研究了柴油机在高原地区运行时氮氧化物(NO_x)排放及工作窗口大小对NO_x比排放的影响。试验结果表明:高原环境下NO_x比排放高于国标要求;取不同大小的工作窗口对NO_x比排放结果有影响,窗口越小,则NO_x平均比排放变异系数越大,氮氧化物比排放(bsNO_x)值越离散;窗口越大,则NOx比排放的变异系数越小,但会因此降低试验数据的利用率。

可变喷嘴涡轮增压器(VNT)对高原地区车用柴油机性能与排放的影响研究

目的系统研究可变喷嘴涡轮增压器(VNT)对运行在高原地区的车用柴油机动力性、经济性以及排放性能的影响关系,为高原地区电控柴油机与VNT的匹配控制以及降低其污染物排放提供一定的理论指导。方法在海拔高度约为1960 m的高原地区,选取柴油机的典型运行工况,即低速1400 r/min全负荷、2200 r/min全负荷(最大转矩工况)以及4000 r/min全负荷(额定功率工况),通过试验研究VNT对柴油机性能与排放的影响。结果在低速工况,随着VNT喷嘴环开度的增大,动力性降低,经济性恶化;在最大转矩与额定功率工况,均存在一个最佳的VNT喷嘴环开度使得转矩最大,同时油耗最低。随着VNT喷嘴环开度的增大,进气流量、空燃比、中冷前压力、中冷前温度以及涡前压力均降低,而涡前温度升高。在三个典型运行工况下,随着VNT喷嘴环开度的增大,氮氧化物(NO_x)比排放逐渐降低,而烟度、一氧化碳(CO)以及碳氢(HC)比排放逐渐升高,VNT对HC排放的影响较小。结论在高原地区,通过减小VNT喷嘴环开度可以降低涡前温度,进而降低柴油机的热负荷,提高其可靠性,合理调节VNT喷嘴环开度可以获得较为满意的NO_x比排放与烟度排放。

环境温度对重型柴油车整车排放影响研究

分别做了2种类型重型柴油车的PEMS试验,对环境温度对车辆的实际道路NOx和PN排放进行了研究,发现低温环境对重型柴油车的整车NOx排放影响较大,相比于高温环境,低温条件下NOx总比排放最大增加82.6%,最小增加43.0%;而环境温度对整车PN总比排放的影响趋势无确定结论,主要与整车后处理技术路线和排放标定策略相关性较大。

6110直喷式柴油机排放特性分析

测量了 6 110直喷式柴油机排气污染物 THC、CO、NOx 以及 PT的排放量 ,并分析了各种污染物的排放规律 ,对 THC排放与有效燃油消耗率 be、PT与 NOx 排放、SOF与 THC排放之间的关系做了研究。结果表明 6 110直喷式柴油机 THC和 CO的高排放区出现在小负荷工况 ;PT的高排放区出现在低负荷和高负荷工况 ;降低 NOx 排放的重点应放在小负荷工况和高速工况。柴油机的 be 与 THC排放随工况的变化表现出相似的变化规律。在较大的工况范围之内 ,PT和 NOx 排放之间存在折中关系 ;而在少数工况区域 ,PT和 NOx 排放之间存在一致性。 PT中的 DS与 NOx 排放之间始终存在着折中关系 ,而 SOF与 NOx 排放之间却存在着一定程度的一致性。在 THC的高排放工况 。

非道路柴油机的排放特性研究

目前,非道路柴油机的排放认证测试均采用稳态工况循环,为了掌握非道路柴油机的瞬态排放特性与稳态排放特性的差异,寻求降低瞬态排放的方法,针对某满足非道路国Ⅲ排放标准的柴油机进行了万有排放特性、NRSC稳态循环及NRTC瞬态循环的排放测试研究。试验结果表明:该柴油机的NRSC稳态测试循环的NO_x,HC及CO的比排放分别为3.339,0.226,0.964g/(kW·h);NRTC循环的NO_x、HC及CO的比排放分别为3.904,0.284,1.555 g/(kW·h);NRTC循环的NO_x+HC的比排放值超过了现阶段非道路国Ⅲ排放标准限值0.2 g/(kW·h)且NO_x比排放比NRSC循环高0.6g/(kW·h)。

重型汽车道路排放测试与转鼓排放测试对比

将道路排放测试过程中采集的路谱输入到转鼓中,通过有关测试结果的对比,发现对于全程NOx比排放和功基窗口判定,转鼓测试结果都好于道路测试结果。

国Ⅵ重型柴油车实际道路行驶下的冷起动排放

为明确国Ⅵ重型柴油车实际道路行驶时冷起动阶段排放占比情况,采用便携式排放测试系统(portable emission measurement system,PEMS)对5辆国Ⅵ阶段重型柴油车进行不同温度、载荷水平下的实际道路排放测试;使用排放量法和平均比排放法,计算重型柴油车冷起动阶段的CO、NO x和颗粒数量(particle number,PN)。结果显示,冷起动阶段CO、NO x、PN排放量占比最多分别可达26.4%、61.4%、68.5%,平均比排放占比最多分别可达到25.4%、60.3%、67.6%,表明冷起动阶段是国Ⅵ重型柴油车的主要排放来源。

实际作业工况下国四装载机的排放特性

随着非道路移动机械保有量的增加,其排放已不容忽视。为了解工程机械的排放特性,本研究采用PEMS对实际作业工况下国四装载机的排放进行测试,对比分析包括冷起动和不包括冷起动污染物和CO_(2)的比排放。结果表明,装载机冷起动时,CO排放较高;随着发动机转速的升高,NOx和CO_(2)排放也升高;CO高排放区集中在低转速、高扭矩区间,NOx和CO_(2)高排放区分布在高转速、高扭矩区间;国四装载机的CO排放较低。

一种降低NO_(x)排放的船用柴油机进排气正时优化方法

为进一步降低船用中速柴油机NO_(x)排放,以某缸径/行程为260 mm/330 mm的船用中速柴油机为研究对象,通过改变柴油机的进、排气正时,并基于AVL-BOOST仿真及柴油机性能对比分析,使柴油机进气阀晚开、进气阀和排气阀早关,改变柴油机的进气量,影响燃烧过程,从而降低柴油机的NO_(x)比排放值。通过实际柴油机排放试验及数据对比,证明提出的进、排气正时优化方法实现了柴油机更佳的排放性能,使其能够满足更高标准的排放要求。

国六天然气发动机NOx排放测量的不确定度评定及分析

基于某满足国六排放标准的重型天然气发动机的NOx污染物比排放测量结果,结合参考文献和试验室实际检验情况,给出了重复性测量、测功机设备、排放分析设备、全流稀释系统、NOx湿度校正系数等方面引入的不确定度的评定过程。对评定结果分析发现个别影响因素引入的不确定度的计算过程不符合其工作原理,误差类型的处理比较模糊以及存在原始数据为检定和剔除离群值的情况。最终,本文从设备和标准气体参与影响的作用原理出发,对NOx污染物比排放测量结果进行了重新评定,给出了对评定结果影响最大的2个因素和评定过程注意事项,为试验室开展类似的不确定度评定提供了借鉴作用。

通用小型汽油机尾气后处理技术研究

分析某通用小型汽油机在各工况下的排放规律,探究三元催化器在小型汽油机上的应用效果,建立比排放因子的计算公式,提出了通用小型汽油机的尾气后处理方案。

重型柴油车在高海拔条件下使用生物柴油的整车性能研究

分别做了国六石化柴油、B5和B10生物柴油共3种油品的重型柴油车排放性、动力性和经济性试验,对比了不同油品条件下车辆的实际道路工况CO、THC、NOx和PN总比排放。结果表明与使用国六石化柴油相比,高海拔条件下重型柴油车使用生物柴油的PN比排放降幅为9.95%,CO比排放降幅为25.98%,THC比排放降幅为71.43%,而NOx比排放仅增加0.94%;使用B5生物柴油车辆综合百公里油耗最大仅增加0.66L,使用B10生物柴油在直接挡位条件下车辆的50~70 km/h加速时间仅增加1.3 s,总体而言车辆使用生物柴油后经济性和动力性水平与使用石化柴油相比差别不大。

柴油机燃烧系统多参数多目标优化研究

针对直喷柴油机燃烧系统多参数间存在的非线性现象,采用响应面法对其进行多参数多目标优化研究。该研究以双ω燃烧室结构、喷油夹角、供油始点、涡流比为因子,以燃烧指示功率、NO比排放和碳烟比排放为评价指标。首先利用正交设计,利用方差和极差分析筛选了燃烧室结构和喷油夹角优化方案;其次对供油始点和涡流比进行了多参数二次响应面全局寻优研究,得到2种满足功率和排放的优化方案并与原机方案进行性能对比分析。结果表明,喷油夹角为130°的1号燃烧室具有较高燃烧指示功率与排放性能。涡流比在1.6附近时燃烧指示功率取得最大值,且小涡流比对NO排放改善显著。

重型柴油车道路测试方法不确定因素影响研究

用于重型车道路排放测量的车载法在测试样本量、测试路况顺序和路况构成比例方面具有不确定性。为研究这些不确定因素,选取两辆重型柴油车进行道路排放测试,依据功基窗口法分析其对整车NO_x比排放的影响程度。研究结果表明,针对不同ETC循环功倍数的测试样本量,车辆1和车辆2的各样本量NO_x比排放分别有0.216,0.408 g/(k W·h)的波动;测试路况顺序的差异会导致车辆1和车辆2的NO_x比排放分别有0.854,0.438 g/(k W·h)的波动;路况构成比例允许的±5%偏差内,高速路况占比50%,且市区路况占比25%时,NO_x比排放最高,而高速路况占比60%时最低。两种路况构成比例下车辆1和车辆2的NO_x比排放分别有0.45,0.18 g/(k W·h)的降低。