基于生命周期的轻型商用货车轻量化碳排放研究

以某轻型商用货车为研究对象,根据生命周期理论构建以汽车生产过程中的原材料获取、生产运输、零部件制造和车辆装配阶段为边界的碳排放量计算模型,探讨了轻量化措施中所涉及材料的生命周期碳排放差异,对比分析了该车轻量化前后的碳排放量。结果表明,替代材料铝合金、镁合金、碳纤维增强塑料的生命周期碳(CO_(2))排放量显著高于被替代材料钢和铸造铁,分别为6.23 kg/kg(锻造铝合金)、6.92 kg/kg(铸造铝合金)、14.76 kg/kg(车用镁合金)、20.2 kg/kg(车用碳纤维增强塑料)、2.85 kg/kg(普通钢)、0.67 kg/kg(不锈钢)和0.81 kg/kg(铸造铁);轻量化后的动力总成系统、传动系统、底盘和车身部分的碳(CO_(2))排放量分别增加了0.57%、525.51%、11.57%和33.29%,车辆生命周期碳(CO_(2))排放量增加了36.22%;钢和铝生命周期碳(CO_(2))排放量的降低对于轻量化前后车体部分的减碳效果均较明显。

掺氢比对氢-甲醇发动机稀薄燃烧及排放影响

为探究掺氢比对氢-甲醇发动机稀薄燃烧性能的影响,在一台1.8 L涡轮增压缸内直喷汽油机(GDI)改装的氢-甲醇发动机上,开展了不同燃空当量比和不同掺氢比条件下的甲醇发动机掺氢燃烧和排放试验研究。结果表明,在稀燃条件下,增大掺氢比能提高发动机缸内最高燃烧压力及放热率峰值,且燃烧相位提前,燃烧持续期缩短。在稀燃情况下适当掺氢有助于改善循环变动,混合气越稀改善效果越好,但随燃空比和掺氢量增大时,循环变动却有恶化的趋势。当燃空当量比大于0.71时,增大掺氢比能改善HC排放;当燃空当量比大于0.83时,掺氢能改善NO_(x)排放,但CO排放恶化;当燃空当量比小于0.83时,增大掺氢比导致NO_(x)排放恶化但CO排放降低。

商用车辆使用全生命周期碳排放核算方法研究

汽车产业链长且复杂,当前我国还缺乏其科学的、权威的碳排放核算方法,相关核算体系也不健全。对于商用车辆单车能耗高、碳排放高,虽然保有量远低于乘用车,但是碳排放总量却高于乘用车。论文以全生命周期视角,将碳排放大户商用车辆核算边界进行明确和细化,提出对商用车辆使用全生命周期碳排放核算方法进行研究,包括使用运行阶段的燃料、电能、尿素的生产阶段,燃料、尿素运行消耗阶段,维护保养件更换阶段碳排放核算。

进气温度对直喷式柴油机冷起动初始期燃烧和排放的影响

为了研究进气温度对柴油机起动过程燃烧不稳定性和排放的影响规律,利用柴油机起动过程燃烧、排放测控系统,在一台直喷式单缸柴油机上进行了试验。试验结果表明:进气温度对柴油机冷机起动过程初始期燃烧有较大影响,随进气温度的升高,冷机起动着火滞后期明显减小,扩散燃烧增加。提高进气温度能够明显改善着火条件,降低起动过程供油量,减少失火循环,从而明显改善起动过程中的HC排放。

车用柴油机低排放缩口燃烧系统的优化

为了定量评价低排放缩口燃烧室内的气流特性,引入了涡流强度保持性的概念。采用FIRE软件对车用直喷式柴油机低排放缩口型燃烧室内气流的空间分布及其变化规律进行了数值计算,利用计算结果并结合MATLAB软件计算了不同缩口直径燃烧室内的瞬态涡流强度保持性大小,由此评价这种燃烧室的气流特性,并分析不同缩口直径对燃烧室内气流特性及其涡流强度保持性的影响。在此基础上,通过台架试验对比分析燃烧室内的这种涡流强度保持性与喷射系统参数和进气涡流匹配时对柴油机性能的影响。结果表明,采用适当的低排放缩口型直喷式燃烧室结构可有效地组织和控制燃烧室内气流分布规律及其强度,而且对于这种燃烧室结构存在着最佳的喷射位置和进气涡流比,从而在动力性和经济性基本保持不变的条件下可有效地改善柴油机的排放特性。

直喷式柴油机起动过程排放历程分析

柴油机冷机起动排放高于热机起动,为了分析其排放的变化历程及形成原因,利用瞬时转速及燃烧测试系统,在直喷式柴油机上进行了冷机与热机起动对比试验。试验结果表明,冷机起动整个过程中供油量较高,导致冷机起动总体排放量比热机高。冷机起动初始期失火循环和燃烧不完全循环以及过渡期滞后燃烧循环较多,导致这两个阶段的HC和CO排放明显升高。降低起动供油量,减少在起动初始期和过渡期产生的不完全燃烧和失火循环,是降低柴油机起动过程排放、进行燃烧过程优化控制的重点。

进气温度对甲醇发动机燃烧及醇醛类排放影响研究

针对甲醇发动机冷起动醇醛类排放物高的问题,基于一款经柴油机改装的缸内直喷点燃式甲醇发动机为模型,采用AVL-FIRE软件耦合甲醇氧化反应机理,分析了不同进气温度对甲醇发动机冷起动燃烧、甲醛和未燃甲醇排放的影响,结果表明,当进气温度由283 K提高到293 K,燃烧滞燃期缩短了1.3°CA,最高气缸压力和最高燃烧温度分别升高0.59MPa和165 K,未燃甲醇和甲醛排放浓度下降幅度分别为49%和32%;当进气温度由293 K升高到313 K,提高进气温度对改善燃烧和降低醇醛排放作用有一定程度下降;当进气温度超过313 K提高进气温度对改善燃烧和降低醇醛排放效果微弱。提高进气温度能够促进缸内甲醇的蒸发,改善缸内混合气浓度分布和冷起动燃烧,降低甲醛和未燃甲醇排放。

面向碳中和的汽车行业碳排放核算

汽车行业是我国交通领域碳排放的重点行业。在应对气候变化、实现碳达峰碳中和的形势下,制定适合我国汽车行业现状并引领汽车行业绿色发展的碳排放核算体系刻不容缓。在总结国内外碳排放核算工作研究进展的基础上,从企业/组织层面、产品层面和项目/服务层面阐述了汽车行业碳排放核算范围与用途。提出了从生命周期角度开展我国汽车行业碳排放核算的工作方法与思路,指出了核算过程中有关核算边界确定、数据收集与数据质量评估以及清单结果计算中的关键要点。从碳排放核算标准建立、基础数据库建设、低碳产品标识制度完善等方面给出了汽车行业开展碳排放核算工作的建议。建立并完善汽车行业的碳排放核算体系,不仅有利于摸清汽车企业的碳排放家底,帮助汽车企业识别碳排放关键环节,还可促进汽车行业上下游全产业链的协同减碳,从而推动我国汽车、交通、能源行业的健康可持续发展。

采样方式对柴油机微粒排放测量的影响分析

采用国Ⅲ标准ESC测试流程,在AVLAFA490试验台上对同一柴油机同步采用两种采样方式进行了颗粒物对比测量。测量结果表明,全流稀释颗粒采样系统的微粒排放量测量精度和准确度高于采用分流稀释颗粒采样系统的测量结果。经分析指出,采用分流稀释颗粒采样系统进行微粒测量时,应严格控制稀释空气质量以及探头的安装位置和伸入排气管中的长度。

车用柴油机不同热状态下怠速排放试验

对车用柴油机在冷却液温度-30℃、润滑油温度-20℃状态下和冷却液温度85℃、润滑油温度100℃状态下的怠速排放污染物进行了试验研究,分析了排放试验结果差异性的成因.

乙醇/柴油发动机乙醇乙醛排放测试系统的设计与应用

介绍了利用气相色谱分析技术分析发动机尾气的方法。采用在线直接进样、袋式采样和吸收采样3种采样方式进行了对比试验。设计了冰浴去离子水吸收乙醇和乙醛的两级采样系统和气相色谱分析系统。实验结果表明,建立的色谱分析方法可成功对乙醇和乙醛进行有效分离,乙醇和乙醛的检测限分别为0.19μg/mL和0.18μg/mL,满足试验要求,实现了对乙醇柴油发动机排气中乙醇和乙醛的分离测量。

柴油质量对柴油机排放的影响

阐述了柴油规范要求和国内现状,利用2种柴油进行排放对比试验,研究柴油十六烷值和硫含量对柴油机排放的影响.试验结果表明:十六烷值越高,柴油的着火性能越好,着火延迟期越短,可燃混合气燃烧改善,CO排放生成机率降低,燃烧初期缸内峰值温度降低,缸内NOx生成时间相对缩短,NOx排放会降低,导致局部区域不完全燃烧,使THC排放增加;硫含量越高生成的颗粒物排放也越高.

甲醇汽油发动机甲醛排放的测量与分析

针对目前发动机尾气排放测量中还没有一种可以有效收集发动机尾气中甲醛排放的方法,利用甲醛与水互溶的特性,设计了根据溶水法收集发动机尾气中甲醛排放的装置,在试验中取得了良好的效果。同时探索利用分光光度法测量发动机尾气中的甲醛排放,试验证明使用分光光度法测量发动机的甲醛排放是可行的。利用以上装置和方法对不同比率的甲醇汽油在不同工况下发动机尾气中甲醛排放特性进行了研究,结果表明:甲醛排放与燃料中甲醇含量成正比,与发动机转速和负荷成反比。

车辆在底盘测功机上驱动功率的数据分析

介绍了底盘测功机测试原理,运用假设检验对底盘测功机上车辆的驱动功率和发动机台架实验净功率的实验数据进行了显著性分析,得出了发动机台架实验的功率测量值和底盘测功机上驱动功率值是显著不等的.运用正交设计、多因素方差分析的方法分析出底盘测功机上不同档位进行功率测量的差异是不显著的;运用相关性分析,得出了档位和驱动功率的相关系数,以及档位和驱动功率存在弱的负相关关系.

基于改进k-均值算法的轻型车尾气排放数据聚类方法

在轻型车尾气排放试验中产生的大量试验数据常常具有不同属性,需要对其进行聚类分析。因此,提出了改进的k-均值算法。基于高密度方法有效地消除了孤立点的影响;采用最远点方法,摆脱了k-均值算法只能处理球状类数据和受中心初始位置控制的限制;得到最佳簇数k值,解决了直接给定k值时,因k值不恰当而导致聚类结果较差的问题。试验结果表明,改进算法比原始k-均值算法在聚类的准确率方面具有更好的效果,能够较好评估车辆排放水平。

稀薄燃烧下CO_(2)模拟进气EGR对GDI发动机燃烧及排放影响

为探究EGR率对GDI发动机燃烧及排放的影响,基于一台2.0L涡轮增压GDI发动机,在过量空气系数λ=1.2时通过提高进气中CO_(2)的含量模拟进气EGR,研究了EGR率从0到20%对发动机燃烧及排放的影响。试验结果表明,当EGR率从0增加到20%,缸内燃烧压力峰值、放热率峰值及燃烧温度峰值均随EGR率增大而减小,且其对应的曲轴转角均随EGR率增大而增大;CA05及CA50均随EGR率增大而增大,但CA05-90随EGR率增大而减小;当EGR率小于5%,缸内燃烧循环变动系数随EGR率增大略微增大,当EGR率大于5%燃烧循环变动系数随EGR率增大显著增大;当EGR率从0增加到20,HC及CO排放略微升高,但NO_(x)及SOOT排放随EGR率增大而减小。

N2类车在“国六”标准下的实际道路排放分析

研究讨论了符合"国五"排放标准的N2类车在"国六"标准规定下的实际道路排放表现。结果表明该类车在采用"国六"标准规定的方法进行实际道路排放测试时,CO比排放结果能够满足"国六"标准的要求;NOx排放水平有比较明显的恶化,其原因可能是道路工况比例变化引起的加减速工况增多,且NOx的比排放结果、瞬时排放浓度符合性比例远无法达到"国六"标准要求。

乘用车内PM_(2.5)过滤测试方法设计研究

为验证乘用车内相关空气净化装置对车内颗粒物的过滤性能,通过设计整车级车内颗粒物过滤测试方法,并进行试验方法验证,实现了在整车状态下检测验证试验样车对车内PM_(2.5)的过滤能力。结果表明:本整车级车内颗粒物过滤测试方法可靠有效,车内颗粒物过滤能力6次重复检测净化时间t极差为14s、相对标准偏差为2.2%。

冷却液温度对柴油机起动首循环燃烧的影响

冷却液温度是柴油机起动过程中影响失火与燃烧不稳定性的重要因素。喷油首循环的燃烧对后续工作循环着火有较大影响。为了分析冷却液温度对柴油机起动首循环燃烧和排放的影响规律,利用基于循环控制的柴油机起动过程燃烧、排放测控系统,在一台单缸直喷式柴油机上进行了试验研究。试验结果表明冷却液温度对柴油机起动首循环燃烧的稳定性有较大影响。提高冷却液温度对于消除起动过程首循环燃烧状态的不稳定性具有较明显的作用。冷却液温度较低时,使着火滞后期增长,很容易导致失火或不完全燃烧现象,生成较高HC排放。试验也验证了所建立的测控系统为研究柴油机起动过程提供了一种有效的测试手段。

柴油机起动测控系统的开发及初步应用

开发了基于循环的柴油机起动过程燃烧、排放测控系统。对一台单缸直喷式柴油机进行了改造,匹配了电控燃油喷射系统,能够实现燃油喷射量及喷油定时的调节。利用瞬时转速、缸压分析了起动过程燃烧组织的优劣,利用单循环采样系统研究起动过程中气体排放物的变化历程。试验结果表明:该系统能够满足柴油机起动过程研究的需要,为研究柴油机起动过程提供了一种有效的测试手段。