缸内直喷汽油车WLTC颗粒物排放试验研究

对某国Ⅴ排放水平缸内直喷汽油车进行WLTC排放试验,并对颗粒物质量、数量、粒径分布和组分进行研究。结果表明,该车颗粒物质量排放为1.8 mg/km,固态颗粒物数量排放满足国Ⅵ过渡限值,起动、加速工况固态颗粒物及总颗粒物数量排放增大,减速工况、热机起动时减小;颗粒物以100 nm以下的超细颗粒物为主,呈双峰分布形态,在10 nm、60 nm附近取颗粒物数量排放峰值;颗粒物可溶性有机组分主要为脂肪酸。

缸内直喷汽油车颗粒物数量及可溶性有机组分排放特性

以一辆国V排放缸内直喷汽油车为研究对象,试验研究了NEDC、FTP-75和WLTC对该车颗粒物质量、23nm~2.5μm固态颗粒物数量、5.6~560nm超细颗粒数量及粒径分布、颗粒物有机组分的影响.结果表明:NEDC、FTP-75、WLTC颗粒粒径分布基本相同,均呈对数双峰分布,在9nm和60nm两个粒径处出现峰值;5.6~23nm颗粒物数量排放占5.6~560nm颗粒物数量的43.1%~57.7%;与NEDC比较,加减速比例高、瞬态性强的FTP-75、WLTC循环的颗粒物质量、23nm~2.5μm固态颗粒数量、5.6~560nm颗粒数量排放增大;缸内直喷汽油车的颗粒物可溶性有机物组分占颗粒物的20.5%~27.9%,可溶性有机物主要为C16和C18的脂肪酸、C20~C29烷径和5环以上的高分子量多环芳烃,测试循环对颗粒SOF排放及组分产生影响,瞬态性强的FTP-75、WLTC的PAHs比例增加.

缸内直喷汽油车颗粒物排放特征及影响因素

随着经济的发展,机动车排放已成为大气颗粒物的重要来源,能够影响人类健康和气候变化.本研究通过整车转鼓实验对国V缸内直喷(GDI)汽油车的颗粒物排放水平及化学组成进行了研究,并探究了汽油车颗粒物排放的影响因素.研究结果表明,我国GDI汽油车的PM、OC、EC排放因子分别为(43.4±16.2)、(11.0±3.5)及(20.5±8.1)mg·kg-1,其中EC的排放显著高于同类研究.为探索导致颗粒物排放区别的影响因素,本研究探讨了燃油类型、启动方式和循环设定对汽油车颗粒物排放的影响.结果表明,燃油类型(添加体积分数10%的乙醇与纯汽油)对颗粒物排放影响不大.冷启动会排放更多的颗粒物.同时,循环方式也会影响颗粒物排放,中国工况循环(CLTC)会排放比全球测试循环(WLTC)更多的颗粒物,这可能与我国更多的缓加速情况相关.

满足国六排放的缸内直喷汽油车污染物排放特性试验研究

以满足国六排放的某缸内直喷轻型汽油车为研究对象,试验研究了该车国六Ⅰ型测试循环(WLTC循环)排放的CO、THC、NOx和固态颗粒数量,以及包含挥发性/半挥发性组分的颗粒物数量和粒径分布特性.结果表明:WLTC循环工况覆盖范围广、车速高、加速度大的特点导致污染物排放增加;车辆冷机起动、暖机过程、瞬态过渡工况和高速大负荷工况对车辆的污染物排放影响较大,研发合理的车辆起动、催化剂起燃和暖机热管理策略、提高发动机瞬态过渡工况响应性是控制排放的重点;包含挥发性/半挥发性组分的颗粒物数量排放呈单峰分布,在15 nm附近达到峰值.

缸内直喷型汽油车起动工况颗粒组分排放特性

以一辆国V排放均质燃烧模式缸内直喷型(GDI)汽油车为研究对象,分析了该GDI汽油车25℃冷机起动、25℃热机起动、5℃冷机起动等不同起动条件下GB18352.5—2013Ⅰ型试验的颗粒质量、数量排放及组分特性.结果表明:该车产生的颗粒物质量、数量排放受起动条件的影响较大,5℃冷机起动的颗粒物质量、数量较高;颗粒排放的碳质组分中有机碳约为总碳排放的81%,25℃热机起动有机碳与元素碳比例变化不大,5℃冷机起动有机碳比例降低15%;颗粒可溶性有机物(SOF)组分主要以脂肪酸和烷烃为主,25℃热机起动SOF组分变化不大,5℃冷机起动多环芳烃(PAHs)比例增大24倍;脂肪酸主要是C16:0和C18,受冷、热机起动和环境温度变化影响较小;烷烃主要是C_(24)H_(50)、C_(25)H_(52)、C_(26)H_(54)和C_(27)H_(56),受冷、热机起动影响不大,受环境温度变化影响较大;PAHs主要是中环和高环芳烃,受冷、热机起动和环境温度变化的影响均较大.

润滑油灰分对直喷汽油车GPF性能影响的试验研究

为开发汽油车颗粒捕集器(GPF)快速老化方法,评价GPF的耐久特性,分别在发动机与整车转鼓台架上试验研究了GPF的快速积灰方法和GPF对缸内直喷(GDI)汽油车颗粒物排放、背压、油耗的影响,最后用CT与XRF对灰分的分布与成分进行了分析。结果表明:GPF的积灰效率会随着时间变化逐步上升,最终达到30%左右的稳定值;装有GPF的整车在世界统一的轻型车测试循环(WLTC)下可满足国六颗粒物排放限值要求;随着灰分的不断积累,GPF对颗粒物质量(PM)与数量(PN)仍旧可以保持较高的过滤效率,分别为82%和99%;灰分累积对GPF的背压上升会有一定的影响,最大为6.5 kPa;在WLTC循环测试下GPF内的灰分增加对整车油耗影响并不明显,最大为1.25%;灰分主要组成物质为CaO和P_2O_5,主要沉积在GPF末端特别是在中心区域,为总含量的71.2%。

基于粒径分布的直喷汽油车颗粒物排放特性研究

以一辆配备了尾气颗粒物捕集器的国VI标准缸内直喷汽油车(gasoline direct injection vehicle,GDIV)为研究对象,使用颗粒物冷凝生长计数器(condensation particle counters,CPC)和电子低压冲击器(electrostatic low voltage impactor,ELPI+)两种仪器测量尾气中不同粒径范围的颗粒物数量(particle number,PN)排放浓度。在底盘测功机上进行世界轻型汽车测试循环(worldwide harmonized light vehicle test cycle,WLTC)冷起动试验,试验结果显示,在WLTC循环试验超高速段中ELPI+_29~2500 nm比CPC_23~2500 nm的测量结果高出1个数量级,ELPI+_6~29 nm超细颗粒物作为PN排放主体占比高达97.5%;在热起动条件下WLTC循环高速段和超高速段试验表明,发动机原排恶劣、汽油机颗粒捕集器的持续再生反应导致大量超细颗粒物排放。为降低汽车颗粒物排放对环境及人体健康的影响,需对车辆尾气颗粒物粒径分布进行深入研究,并对23 nm以下超细颗粒物进行更多的关注。

GDI与PFI汽油车微粒排放特性的试验研究

对3辆缸内直喷(GDI)汽车和1辆进气道燃油喷射(PFI)汽车进行了试验研究,在NEDC循环上采用PMP方法测量微粒质量排放和微粒数量排放,用DMS500型快速微粒分析仪测量微粒瞬态数量排放和粒径分布。结果表明:4辆试验车的微粒质量排放均达到欧Ⅵ法规要求,但GDI汽车的微粒排放远超出法规限值;GDI汽车和PFI汽车在冷起动暖机阶段均有大量微粒生成,GDI汽车在暖机后的瞬态工况会有明显的微粒排放;GDI汽车核态微粒峰值粒径约为18nm,而作为数量排放主要形态的积聚态峰值粒径约为80nm;PFI汽车的积聚态峰值粒径约为60nm,而作为其数量排放主要形态的核态微粒峰值粒径约为12nm。

国Ⅵ GDI汽油车颗粒物排放特性与微观形貌特征

试验研究了国ⅥGDI汽油车WLTC(world light vehicle test cycle)循环的颗粒物质量和固态颗粒物数量排放特性以及颗粒物微观形貌特征。结果表明,该车颗粒物质量与固态颗粒数量排放均低于国Ⅵ法规限值;固态颗粒数量累积呈3段变化形态,0~300s、600~800s与1500~1800s的累积量显著大于其他时间段。冷机起动时颗粒数量较多,仅有0~300s的累积量已大于热机起动时颗粒物数量总累积量。颗粒物主要由基本碳粒子堆积形成,形状不规则。基本碳粒子由大量微晶碳层组成,内核无序而外壳有序;重叠时有的形成大颗粒物,有的形成大碳粒子,基本碳粒子直径、碳晶长度等特征参数呈单峰分布;与GDI(gasoline direct injection)汽油机台架试验结果比较,整车试验基本碳粒子直径、碳晶长度和曲率分布相对集中且数值相对较小。

怠速起停对汽油车油耗及颗粒数量排放的影响

以一辆配置怠速起停系统的国V缸内直喷汽油车为研究对象,使用底盘测功机试验系统、全流稀释采样系统和固态颗粒计数系统,试验研究怠速起停对缸内直喷汽油车油耗与颗粒数量排放的影响,并分析起动温度、试验循环等因素的影响.结果表明,NEDC循环车辆冷机起动时,车辆怠速起停系统开启的百公里油耗降低了5.1%,颗粒数量排放升高了16.7%;车辆热机起动,怠速起停开启产生的百公里油耗降幅增大到7.3%,颗粒数量排放升幅减小至9.3%;WLTC循环热机起动,车辆怠速起停系统开启的百公里油耗降幅减少到1.7%,颗粒数量排放升幅减少到6.2%.怠速起停有利于降低汽车的百公里油耗,但不利于缸内直喷汽油车颗粒数量排放的控制.