木薯乙醇-汽油混合燃料生命周期排放多目标优化研究

建立了木薯乙醇-汽油混合燃料生命周期排放单目标和多目标优化模型.以生命周期CO,NO_x,PM,HC,SO_x,CO₂排放为优化目标,对木薯乙醇-汽油混合燃料生命周期排放进行了单目标及多目标优化,并进行了灵敏度分析.结果表明:多目标优化后木薯乙醇-汽油混合燃料的混合比例为63%.与原始值相比,多目标优化后生命周期CO排放略有升高,NO_x升高15%,PM升高19%;生命周期HC、SO_x和CO₂分别降低8%、50%和21%.     

乙醇柴油车辆排放对空气质量影响分析

为了明晰车用乙醇柴油对空气质量的影响,在乙醇柴油混合燃料理化特性的基础上,分析了乙醇柴油混合燃料常规和非常规污染物的排放特性,并探讨了其应用对空气质量的影响。分析结果表明:与纯柴油相比,乙醇柴油混合燃料改善了碳烟排放,有助于降低大气中的颗粒物含量,但HC排放量增加,且CO和NOX排放结果存在争议,有待进一步研究;乙醛、乙醇等醛酮类非常规排放物增加,对空气质量和人体健康都有负面的影响。     

柴油/甲醇二元燃料发动机的非常规排放特性研究

在一台电控单体泵增压中冷柴油机上,利用FTIR研究柴油/甲醇二元燃料发动机不同甲醇替代率下的非常规排放特性.结果表明,柴油/甲醇二元燃料燃烧模式下的非常规排放物甲醛、未燃甲醇、1,3-丁二烯及N_2O的比排放与纯柴油模式相比均有不同程度的增加,且均随着甲醇替代率的增加而增加;甲醛、未燃甲醇及N_2O的比排放随着负荷的增加逐渐降低;随着转速的增加,未燃甲醇的比排放趋势相差不大,排放量也无明显差别;CO_2的比排放随着甲醇替代率的增加而下降.     

乙醇/PODE/柴油燃料及喷油参数对柴油机燃烧和排放影响

在一台六缸四冲程高压共轨柴油机上开展了乙醇/聚甲氧基二甲醚（PODE）/柴油混合燃料对内燃机燃烧和排放影响的试验研究.结果表明,在转速为1137 r·min^-1,转矩为735 N·m的工况条件下,随着掺混PODE和乙醇比例的增大,双峰放热越来越明显,扩散燃烧速率增大,有效燃油消耗率增大,有效热效率降低,但降低幅度小于1%,其中,DPE5（PODE体积分数为20%,乙醇体积分数为5%）的有效热效率与D100（纯柴油）基本相当.提前主喷时刻、增大喷油压力均使有效热效率增大,CO和碳烟排放降低,NO_x排放增大,而对降低HC排放的影响较小.相比D100,混合燃料可降低CO、HC、碳烟排放,在低喷油压力和较晚主喷时刻下,对碳烟的减排效果更为显著,最大降幅分别为85.5%（主喷时刻-1℃ A ATDC、喷油压力900 bar）和82.9%（主喷时刻-3℃ A ATDC、喷油压力600 bar）,但不同混合燃料间的排放差异较小.综上所述,重型柴油机使用乙醇/PODE/柴油混合燃料可在热效率相当的前提下对排放有较大改善.     

汽油机燃用乙醇和汽油的混合燃料的试验研究

对摩托车汽油机进行了燃用乙醇 汽油混合燃料的试验,并与燃用汽油时的结果进行了对比分析.结果显示,汽油机燃用乙醇和汽油的混合燃料,当混合燃料中乙醇比例为10%和15%时,即使发动机的结构不变、燃油系统和点火系统不作任何调整的时候,发动机的全负荷输出不受影响,发动机的能耗率得到改善,HC和CO排放有所降低,但是NOx排放会有显著增加.     

添加剂对柴油机燃用乙醇柴油时排放颗粒特性的影响

为研究十六烷值改进剂和消烟剂对柴油机燃用乙醇柴油时颗粒排放特性的影响,在乙醇柴油中加入0.1%(以w计)、0.3%和0.5%的十六烷值改进剂或消烟剂,并在YZ4DB3柴油机上分别对这些燃料的排气烟度、颗粒比排放和粒径分布等进行研究. 结果表明:含添加剂的乙醇柴油颗粒物排放远低于0#柴油,降幅在50%以上;与0#柴油相比,添加0.3%十六烷值改进剂的乙醇柴油降低颗粒排放效果较显著,降幅高达64.2%,而添加0.1%消烟剂的乙醇柴油颗粒物排放降幅更高达84.0%,表明消烟剂的降颗粒效果更加显著. 柴油机燃用柴油时,排放颗粒的粒径呈双峰分布,峰值分别在0.56和0.18μm左右;但燃用含添加剂的乙醇柴油时,排放颗粒的粒径则呈单峰分布,其峰值均在>0.56~1.00μm粒径范围内. 柴油机燃用含添加剂的乙醇柴油后,0.18~0.32μm粒径范围内的排放颗粒显著减少,但在>0.32~1.00μm粒径范围内增加;同时,排放颗粒物中的积聚模态颗粒占排放颗粒总质量的比例降低,而粗粒子模态颗粒的所占比例相应增加. 排气烟度与积聚模态颗粒质量分布密切相关. 研究结果表明,柴油添加剂能够显著改善柴油机颗粒物排放特性,有利于改善大气质量.      

柴油轿车燃用煤基F-T合成油的排放特性

依据GB 18352.3-2005Ⅰ型试验循环,对帕萨特柴油轿车燃用沪四柴油、煤基F-T合成油、体积混合比例分别为10%和50%的煤基F-T合成油-沪四柴油混合燃料的CO、NOx、HC、PM和CO2排放特性进行了试验研究,分析了该车燃用F-T合成油尾气污染物排放的环境影响特性.结果表明,GB 18352.3-2005Ⅰ型试验循环中,该车燃用煤基F-T合成油-沪四柴油混合燃料城区行驶循环排放的CO、HC、PM和CO2相对较高,城郊行驶循环排放的NOx相对较高;与沪四柴油比较,该柴油轿车燃用煤基F-T合成油-沪四柴油混合燃料后,其CO、NOx、HC、PM和CO2排放均有不同程度的降低,且产生气溶胶、酸化、全球变暖等环境影响的潜力减小.煤基F-T合成油是一种较理想的柴油替代/补充燃料.     

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。     

不同排放标准公交车燃用生物柴油颗粒物排放特性

基于重型底盘测功机,对比研究了满足国Ⅲ、国Ⅳ、国Ⅴ排放标准的柴油公交车分别燃用生物柴油与柴油混合燃料B0/B5/B10在中国典型城市公交车循环下的颗粒物排放特性.结果表明燃用B0/B5/B10时,国Ⅴ车相对国Ⅲ车总颗粒数量和质量排放分别降低约68.1%、56.2%、57.5%和52.7%、64.8%、88.5%,相对国Ⅳ车,总颗粒质量排放分别降低了约43.0%、47.3%和42.1%,但数量排放分别上升了约4.0%、7.6%和14.7%.国Ⅲ车核态颗粒排放主要来自高速行驶工况,而国Ⅳ、国Ⅴ车主要来自中低速行驶工况;国Ⅲ、国Ⅳ、国Ⅴ车聚集态颗粒排放主要都来自中低速行驶工况.其中在车速较低时,国Ⅴ、国Ⅳ车相对国Ⅲ车核态颗粒数量和质量排放明显降低,聚积态颗粒也有降低,但国Ⅴ车相对国Ⅳ车改善不明显,核态颗粒数量和质量排放反而增加,且随着生物柴油掺混比例的上升,增幅越明显.在高速时,国Ⅲ车核态颗粒数量和质量排放急剧增加,国Ⅴ、国Ⅳ车略有增加,且国Ⅳ车聚集态颗粒数量和质量排放明显大于国Ⅴ车和国Ⅲ车.燃用生物柴油掺混比例较大的B10时,国Ⅲ车较大粒径颗粒排放急剧恶化,聚集态颗粒数量和质量排放大幅增加,不适合推广应用较大生物柴油掺混比燃油.     

CCRT对公交车燃用生物柴油混合燃料的颗粒排放影响研究

以某在用国Ⅲ柴油公交车为试验对象,在重型底盘测功机上研究试验样车燃用B10生物柴油时,催化型连续再生颗粒捕集器(Catalyzed Continuously Regeneration Trap,简称"CCRT")对其运行在中国典型城市公交循环(CCBC)下颗粒排放的影响。试验结果表明:试验样车连接CCRT后,CCBC循环的总颗粒数量排放因子数量级由连接前的1014下降到了1011;连接CCRT前,不同工况段内的颗粒粒径分布均呈现一个核态与两个聚集态峰值,而连接后只有一个明显的核态峰值,且CCRT对聚集态颗粒的降低效果要优于核态颗粒。此外,连接CCRT后,不同工况产生的污染物排放对CCBC循环整体排放的贡献率差异减小。     

柴油品质对柴油机燃油经济性和排放特性的影响

为了研究柴油品质对柴油机的影响,采用国Ⅲ、国Ⅳ标准柴油和京Ⅴ标准柴油,在JX493ZLQ3柴油机上进行负荷特性试验,设定工况2 000 r/min,油门开度为20%、35%、50%、65%、80%、90%和95%,比较和分析了燃用3种柴油时柴油机的经济性和排放特性。结果表明,在柴油机不做任何改动的条件下,柴油品质对柴油机燃油经济性有影响;对CO和HC排放的影响不明显;对NO_x和PM排放影响较为明显,其中,国Ⅲ柴油排放相对较高。     

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.     

国Ⅴ柴油机燃用丁醇-柴油混合燃料颗粒粒径分布特性试验研究

在一台不做任何改动的国Ⅴ共轨柴油机上,运用发动机排气颗粒数量和粒径分析仪EEPS,结合实测空燃比,在外特性以及最大转矩转速和额定转速两个不同转速的负荷特性下,对比研究了柴油机燃用不同体积分数(10%、15%、20%、30%、40%)的丁醇-柴油混合燃料(Bu10、Bu15、Bu20、Bu30、Bu40)和国Ⅴ柴油(D100)对排气颗粒数量浓度、质量浓度及颗粒数量浓度粒径分布特性的影响.结果表明,外特性下,随着转速的升高,丁醇-柴油混合燃料和纯柴油的颗粒数量浓度粒径分布都向单峰对数正态分布转变.随丁醇掺混比例的增加,核模态颗粒和小粒径聚集态颗粒排放数量浓度在各工况下都有不同程度的降低;大粒径聚集态颗粒数量排放在低速低负荷时会略有增加,而在高速高负荷时会略有降低或基本不变.掺混丁醇后,各工况的颗粒总数量浓度和总质量浓度都会降低,在高速高负荷时最明显.     

船舶柴油机NOx后处理技术的进展

根据国内外的降低NOx排放方面最新的成果和科研动态，主要介绍了当前正在研究或者已经应用于实际的有效降低柴油机NOx排放的技术措施，并分析了各种技术方法的特点和在实际应用过程中面临的问题。     

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.     

基于燃料生命周期的中国铁路排放趋势

铁路运输是现代运输的主要方式之一,在空气质量改善和双碳目标的双重约束下,厘清铁路运输CO₂和污染物排放趋势,对于交通领域的减污降碳工作具有重要意义.基于燃料生命周期法分析了中国火车2001~2018年的CO₂和污染物排放特征,在此基础上,结合情景分析评估了2019~2030年的铁路排放趋势.结果表明,随着铁路电气化进程的推进、内燃机车新车投入使用和燃油标准的不断升级,铁路运输燃料生命周期的CO₂和污染物排放整体分别呈上升和下降趋势,而其上游阶段的排放占比逐年升高.2018年铁路运输的CO₂、NO_x、CO、BC和SO_x排放总量分别为3780.29万t、11.98万t、3.94万t、0.20万t和3.08万t.情景分析表明,加快电力结构改善和降低单位运输能耗分别是降低铁路CO₂、SO_x和NO_x、BC、CO排放的最佳单一控制手段.积极应对铁路减污降碳工作的综合情景下,CO₂、NO_x、CO、BC和SO_x的减排率可分别达35%、37%、39%、32%和45%.电力结构改革和铁路电气化进程的停滞均会造成铁路运输排放总量的显著增加,铁路减污降碳工作仍需高度重视.     

柴油机排气控制的研究进展

伴随着柴油机排放标准的日益严格,柴油机排气控制愈来愈受到重视。对降低柴油机微粒和NOx排放的发动机改造、燃料改进和排气后处理技术进行了综述,并指出了今后的努力方向。     

在用环卫车燃用F-T柴油的排放特征

为开展柴油车替代燃料示范应用工作,通过3辆国Ⅳ环卫车整车转鼓试验,详细考察了分别燃用京Ⅴ柴油和费托合成(F-T)柴油时的体积油耗和尾气排放特征。通过道路试验验证了在实际工作状态下15辆在用环卫车的体积油耗和排气烟度变化情况。转鼓试验结果表明：与京Ⅴ柴油相比,F-T柴油的体积油耗增加1.2%~4.7%,但CO₂排放量减少了0.2%~3.3%;CO、总碳氢（THC）排放水平较低,变化幅度不大;NO_x和PM排放量均有大幅降低,分别降低了14.8%~47.2%和46.5%~55.0%。道路验证试验结果表明：燃用F-T柴油时所测环卫车的体积油耗平均增加4.8%,尾气烟度平均下降28.9%。F-T柴油是较好的车用替代/补充燃料。