我国典型工程机械燃油消耗量及排放清单研究

建立非道路移动机械排放清单是对其污染进行控制的基础.本研究参考美国环保署NONROAD模型中非道路移动源排放模拟的基本方法,建立基于实际燃油消耗率估算我国工程机械燃油消耗量及排放清单的方法.通过调查分析我国典型工程机械的保有量构成、活动水平、实际燃油消耗率和排放因子等相关参数,估算了2007年我国挖掘机和装载机两类典型工程机械的油耗量及排放量.结果表明,我国2007年挖掘机和装载机的柴油总消耗量为1.21×107 t,占当年全国各行业柴油总消耗量的9.7%;NOx和PM的总排放量分别6.81×105 t和5.31×104 t,与当年全国道路机动车的NOx和PM排放总量相比,工程机械的排放已经不容忽视.尽快加严并有效实施我国工程机械用发动机排放标准对控制其排放具有重要意义.     

华东典型城市非道路移动机械排气烟度

在华东地区典型城市开展了超过900台非道路移动机械的排气烟度实测工作,结合测试机械的属性调查,分析汇总了现阶段各类机械的排气烟度范围(包括光吸收系数和林格曼黑度),并定量研究了机械出厂年限、机械功率、测试工况及油品差异对机械排气烟度的影响.结果表明,在自由加速工况下,实测非道路移动机械的排气烟度为(1. 02±0. 57) m~(-1),林格曼黑度等级为2. 10±0. 19(无量纲),各类机械超过国家标准GB 36886-2018中关于烟度I限值比例为12%～25%; 80%的机械启动烟度大于自由加速烟度,且各类机械启动烟度约为自由加速排气烟度的2倍;与普通柴油相比,使用车用柴油可少量削减机械排气烟度均值,可显著削减或抑制排气烟度高值.启动时喷油量瞬间增加过快与油品质量较差可直接影响非道路用柴油机的排气烟度.     

混燃甲醇和乙醇改善柴油机碳烟排放

以柴油机为基础，以乙醇或甲醇作为预混合燃料，与喷入的柴油组成部分预混的复合燃烧，大幅度降低了发动机排气烟度，同时使氮氧化物排放得到一定改善，发动机的燃油消耗率优于原柴油机，而HC排放，尤其是在低负荷时有所增加，甲醇比乙醇具有降低烟度效果更好、氮氧化物降低更多和HC及CO排入增加较少的优越性。     

典型工程机械排放碳质气溶胶组成特征研究

为识别不同类型工程机械排放碳质气溶胶组成,选取叉车、压路机、平地机、推土机和挖掘机5种工程机械,并考虑怠速、行走、运行三种工况以及国Ⅰ前、国Ⅱ和国Ⅲ三种不同排放标准,对其排放细颗粒物(PM_2.5)进行采集,采用热光碳分析仪分析PM_2.5碳质组分.结果表明,有机碳(OC)平均占比为(70.1±13.2)%,元素碳(EC)的占比为(11.9±7.5)%.叉车、压路机、推土机和挖掘机排放OC中OC1占比最高为(58.0±9.5)%.而OC2为平地机OC主要部分,占比为(42.3±8.1)%.工程机械OC/EC比值的平均值为12.7±9.5,表明受工程机械排放影响的大气环境条件下,用最小比值法会高估大气中二次气溶胶的占比.不同类型工程机械的OC/EC比值在不同状态下变化范围较大,为3.0～36.3.叉车3、压路机、平地机和推土机排放的PM_2.5中OC/EC的比值在行走状态下比值最高,分别为24.9,15.7,36.3和5.3.叉车2和挖掘机1碳组分排放的比值在运行状态下达到最大值,分别为18.1和14.9.叉车1和挖掘机2中比值...     

压燃式发动机/车国家排放标准技术要点

作为我国对柴油车排气烟度控制的重要技术法规,国家强制性污染物排放标准GB3847-2005《车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法》已于2005年5月30日批准发布,要求2005年7月1日实施.本文对该标准的修订背景、修订必要性、新老标准替代关系、新标准主要修订和增补的内容、各种检测的排放限值和在用汽车的排放监控等方面的要点进行阐述.     

内燃叉车尾气气态及细颗粒污染物排放特征研究

内燃叉车在我国保有量大、分布广,其尾气排放严重危害空气质量和人体健康.本文以7台典型内燃叉车为研究对象,搭建工程机械尾气测试系统,识别了实时的"燃油-机械特征-污染排放"关系,评估了不同发动机功率、排放标准、工况对排放因子的影响,利用自展模拟的方法量化排放因子的不确定性.结果表明:内燃叉车NO和NO_2的单位燃油的排放速率变化趋势相同,NO与NO_2的峰值出现时间略有差距.CO、NO、NO_2、NO_x、PM_(2.5)和SO_2的综合排放因子与不确定性范围分别是24.1 g·kg~(-1)(-25.4%,26.1%)、26.5 g·kg~(-1)(-24.2%,24.4%)、10.2g·kg~(-1)(-22.3%,21.9%)、36.7 g·kg~(-1)(-21.5%,22.6%)、2.8 g·kg~(-1)(-25.5%,24.7%)和0.9 g·kg~(-1)(-55.7%,80.6%).同时对作业工况下PM_(2.5)的组分分析发现,TC为主要成分,质量占比达77%~92%;OC/EC的平均比值为4.4;水溶性离子以NO-3和PO_3-4为主;金属组分中Ca、Na、Mg和Fe占比较多.     

关于中国在用汽车排污控制的若干问题——柴油车部分

文章结合《车用压燃式发动机和压燃式发动机汽车排气烟度排放限值及测量方法》（GB3847—2005）修订中的重大问题阐述中国在用柴油车排气烟度控制方面的新要求。主要包括：国10以来在用重型柴油车自由加速法的排气烟度限值、国2和国3柴油发动机的排气烟度水平、排放符合GB18352的压燃式轻型在用车的排气烟度限值、制造厂新生产汽车的烟度检验标准、在用柴油车加载减速工况检测法简介、制定加载减速工况法烟度限值的基本原则和方法、供地方参考的排放限值等。     

京津冀汽柴油质量升级存在的问题及对策研究

机动车污染排放已成为京津冀地区大气污染的重要来源,提升汽柴油质量是有效减少机动车污染排放的保障。《京津冀及周边地区2017—2018年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》中明确要求从2017年10月起,京津冀"2+26"城市禁止销售普通柴油和低于国六标准的车用汽柴油。本文对京津冀16个城市进行汽柴油采样分析其汽油烯烃、芳烃、硫含量和柴油硫含量、多环芳烃的达标情况。结果表明,此次京津冀燃油质量升级过程中,主要城市的汽油相关环保指标控制较好,总体满足国六标准要求;柴油硫含量超标问题严重,采样柴油硫含量总体平均值高达190.42mg/kg,没有较好实现油品质量升级。从供应链、利益链上强化对油品质量的监督检查是确保燃油质量提升的关键。     

柴油/甲醇组合燃烧(DMCC)减少重载柴油机烟度排放的试验研究

在一台满足国三排放法规要求的重载车用增压中冷电控单体泵柴油机上,将其改造成柴油/甲醇组合燃烧(DMCC)发动机并进行台架试验.利用电控单元控制向进气歧管喷射的甲醇量及其喷射时刻,原柴油机供油系统保持不变.试验主要研究在稳定工况时,不同的负荷以及不同的甲醇对柴油的比例情况下,经催化转化后发动机干炭烟烟度(415烟度)和不透光烟度(439烟度)排放的情况.试验结果表明,在燃用现有市售的燃油条件下,与原机相比,相同工况下采用DMCC的干炭烟烟度和不透光烟度都有大幅度的减少.干炭烟的最大降幅达95%,平均降幅达到50%以上.在柴油喷射量不变的情况下,增加甲醇喷射量,干炭烟烟度会持续减小,而不透光烟度呈先减少后增加的趋势.同负荷时的甲醇对柴油替代率为44.88%到56.73%时,不透光烟度存在最低点,并且发动机的烟度排放存在最优值.在同一工况下,随着柴油对甲醇的比例增加,发动机的干炭烟烟度和不透光烟度排放都逐渐增加.     

工程机械不同工况下PM_(2.5)排放及其碳质组分特征

我国工程机械排放控制起步较晚.为研究实际工况下工程机械的PM2.5排放特性及其碳质组分构成,采用便携式颗粒物稀释采样系统,对3台工程机械(2台挖掘机和1台装载机)在不同典型工况(行驶、作业和怠速)下的PM2.5及其碳质组分〔OC(有机碳)和EC(元素碳)〕的现场排放特征进行了测试.结果表明:沃尔沃挖掘机、山河智能挖掘机的PM2.5排放因子(基于燃油)分别为1.85~3.26和1.56~2.62 g/kg,厦工装载机的PM2.5排放因子为0.98~1.48 g/kg.不同工况对PM2.5排放因子影响较大,怠速工况下PM2.5排放因子是行驶工况下的1.49~1.76倍.工程机械排放的PM2.5中,碳质组分是最主要的成分,其质量分数高达71.0%~84.5%.其中,w(OC)为44.6%~72.0%,在怠速工况下最高;w(EC)则为8.6%~30.9%,在行驶工况下较高.测试工程机械的PM2.5排放水平较高,因此应尽快加强工程机械排放的污染防治.     

Exhaust emission inventory of typical construction machinery and its contribution to atmospheric pollutants in Chengdu, China

To study the emission characteristics of typical construction machinery in Chengdu, 12 construction machinery (excavators, bulldozers, loaders, and forklifts) under idling mode, moving mode, and working mode, were tested using a portable emission measurement system (PEMS). Under three operating modes, the typical construction machinery in the working mode was higher in the fuel-based average emission factors of PM_2.5 and NO_x, while the fuel-based average emission factors of HC and CO were higher in idling mode. Integrated the results of investigation on ownership and activity levels of construction machinery, an exhaust emission inventory of typical construction machinery of Chengdu in 2018 was established according to the recommendation method. The annual emission of PM_2.5, NO_x, HC, and CO were 1.67 × 10⁶, 1.61 × 10⁸, 3.83 × 10⁶, and 1.26 × 10⁷ kg, respectively, and the excavator contributed the maximum emissions, accounting for an average proportion of 43.95%. The emission of construction machinery in Chengdu exhibited a clear monthly trend, with the highest from April to October and the lowest from November to March. In addition, the exhaust emissions presented an obvious spot-like characteristics, and the high-value areas were mainly concentrated in the surrounding suburban counties such as Shuangliu Wenjiang etc. To reduce pollution from construction machinery and improve the quality of the atmospheric environment, more effective measures on housing construction and municipal construction should be taken in those districts in Chengdu.     

FBC-DPF在柴油机颗粒物控制中的应用研究

目前针对加装FBC-DPF(燃油添加剂-柴油机颗粒捕集器)后的柴油机放特性研究较少,并且缺乏FBC-DPF对颗粒物中PAHs排放量的影响效果研究. 为全面评估加装FBC-DPF后柴油机颗粒物排放特性和FBC-DPF对柴油机尾气中的颗粒物排放污染控制效果,在发动机台架上对装有FBC-DPF的重型柴油机进行了颗粒物排放特性试验. 利用电子低压撞击仪(ELPI)测量加装FBC-DPF前、后柴油机颗粒物的数浓度与粒径分布,用玻璃纤维滤膜采集加装FBC-DPF前、后尾气中的固相PAHs,利用色谱质谱联用仪对加装FBC-DPF前、后尾气中的固相PAHs进行定量分析. 结果表明:①加装FBC-DPF后柴油机排放的颗粒物数浓度大幅降低,FBC-DPF对尾气中颗粒物的捕集效率平均值在95%左右;②加装FBC-DPF后柴油机固相PAHs总比排放量有所降低,在大负荷区域降幅在25.0%~88.0%之间;③加装FBC-DPF前的颗粒物中位直径为30~89nm,而加装FBC-DPF后的颗粒物中位直径为41~98nm,平均增幅为38.2%. 对于国Ⅳ及未来国Ⅴ柴油机排放法规,FBC-DPF是解决柴油机颗粒物排放的有效手段;此外,FBC-DPF可以大幅降低柴油机尾气中的有毒成分,并且能够适应高含硫量的燃油环境.      

乙醇柴油混合燃料的制备工艺和废气的排放特性

为降低柴油机排放对环境造成的污染,用乙醇部分替代柴油,探索了乙醇柴油混合燃料的制备方法,研究了掺混乙醇及助溶剂对柴油机排放的影响.结果表明:无水乙醇可以和柴油以任意比例混溶,但痕量水(0.2%)的添加即导致混合物分层,合成的有机助溶剂可保证乙醇-柴油-痕量水体系的稳定性基于台架实验,考察了掺混10%、20%、30%乙醇对燃料排放性能的影响乙醇的最佳掺混比为20%在额定工况点(功率为13kW,转速为1540r/min)时,掺混20%乙醇的混合燃料可降低烟度55%,降低HC排放70%,降低CO排放45%.不添加助溶剂时,乙醇的掺混导致排放尾气中产生乙醇、微量乙醛等有机物.而添加非金属离子助溶剂可使HC、乙醇、乙醛排放的浓度明显降低.     

Preparation and emission characteristics of ethanol-diesel fuel blends

The preparation of ethanol-diesel fuel blends and their emission characteristics were investigated. Results showed the absolute ethanol can dissolve in diesel fuel at an arbitrary ratio and a small quantity of water(0.2% ) addition can lead to the phase separation of blends. An organic additive was synthesized and it can develop the ability of resistance to water and maintain the stability of ethanol-diesel-trace amounts of water system. The emission characteristics of 10%, 20%, and 30% ethanol-diesel fuel blends, with or without additives, were compared with those of diesel fuel in a direct injection(DI) diesel engine. The experimental results indicated that the blend of ethanol with diesel fuel significantly reduced the concentrations of smoke, hydrocarbon(HC), and carbon monoxide(CO) in exhaust gas. Using 20% ethanol-diesel fuel blend with the additive of 2% of the total volume, the optimum mixing ratio was achieved, at which the bench diesel engine testing showed a significant decrease in exhaust gas. Bosch smoke number was reduced by 55%, HC emission by 70%, and CO emission by 45%, at 13 kW/1540 r/min. However, ethanol-diesel fuel blends produced a few ppm acetaldehydes and more ethanol in exhaust gas.     

单缸摩托车发动机中低速性能优化

目的 解决某单缸摩托车发动机台架测试时中低速扭矩线性度差的问题.方法 基于CFD数值分析方法,运用热力学仿真分析软件GT-Power对发动机进行建模和标定,然后对原方案发动机进行摸底分析,最后通过优化配气机构和进排气系统来实现改善中低速性能的目标.结果 优化后的发动机台架测试结果中,发动机中低速扭矩线性度改善,动力性和经济性及排放都达到项目预期目标,峰值功率达到16 kW(9500 r/min),峰值扭矩达到18.6 N·m(7000 r/min),最低比油耗为183 g/(kW·h),CO、THC、NOx排放量分别为840、83、54 mg/km.配气机构运动学动力学性能与可靠性提升,进排气凸轮丰满系数分别达到5.14、5.15.结论 原方案中低速扭矩线性度差的原因为此转速段充气效率较低.优化凸轮型线、空滤器、消声器、排气管道参数能更好地利用进排气管道谐振效应来提升发动机中低速动力性能.     

生物柴油的研究与应用

生物柴油作为一种可再生能源，可以由动植物油脂通过转酯化反应来制备，它在燃料特性方面与矿物柴油有着十分相似的品质，因此使用生物柴油无须对现有的柴油发动机做任何改造，以生物柴油为燃料的机动车尾气中不含硫氧化物，排出的总颗粒物、总ＨＣ和ＣＯ的量分别是矿物柴油的３０％、４０％和５０％。生物柴油的热效率比矿物柴油高５％～８％，而两者在发动机输出功率上并没有太大的差异。     

沈阳市产业能源结构调整对环境空气质量的影响

在分析“十一五”期间沈阳市产业结构优化升级和能源结构调整情况的基础上,利用沈阳市经济和环境统计数据,通过单位GDP耗能和单位GDP污染物排放量等指标纵向比较,探讨沈阳市产业能源结构调整对环境空气质量的影响。结果表明,通过产业结构调整,装备制造业、服务业和高新技术产业等在总产值中的占比不断提高,在推动经济健康发展的同时,使单位生产总值煤耗持续下降。新型能源发展战略的实施,能源结构出现良性转变,五年间耗煤量相对降低,燃料油、焦炭、洁净燃气占比升高,使工业废气中烟尘、二氧化硫单位产值排放量分别下降12．4t／4L元、12．2t／亿元。经济发展方式的转变,产业能源结构的调整,相对降低废气的排放量,有效促进了沈阳市环境空气质量的改善。