农用拖拉机不同工况下排放特性

正确解析拖拉机不同工况排放特性是编制排放清单以及分析和控制区域污染物排放的基础。基于实测数据对不同工况下CO、HC、NO_X和PM四种污染物排放特征进行分析。同时分析单一工况参数与污染物排放之间的关联性,并基于BP-MIV模型定量分析不同工况转速、油耗流量以及速度对不同污染物排放的影响。结果表明：CO、HC、NO_X和PM四种污染物耕作模式下的瞬时排放速率分别为0.041 6 g/s、0.013 2 g/s、0.088 g/s、0.011 6 g/s,高于行走和怠速模式;4种污染物基于油耗的CO、HC和NO_X的排放因子表现为旋耕工况下最低。分析单一工况参数与污染物排放之间的关联性,发现发动机转速对污染物排放速率的影响最大。对转速、油耗流量以及速度对瞬时排放速率的影响进行量化,怠速工况下油耗流量对4种污染物的影响最大,而在耕作工况下3种影响因素对于4种污染物的影响程度则各不相同。针对新疆农用拖拉机不同工况下污染物排放的研究有助于厘清农机污染物排放特征,为区域性大气污染联防联控提供数据保障。     

基于不同优化策略的国六汽车起重机排放特性研究

为了有效控制重型柴油车排放水平,改善大气质量。选取一辆N3类国六重型汽车起重机,采集PEMS路谱,按照PEMS工况曲线在底盘测功机上开展不同优化策略下的排放测试。结果表明：国六重型汽车起重机现有的后处理技术路线可以有效控制NOx、CO、CO₂和PN排放,但相对于正常状态下的车辆,采用不同的优化策略使得排放有所上升,尤其是NOx和PN,上升效果更为明显,平均提高了60%～90%。NOx比排放随速度的增加而降低,具体表现为市区>市郊>高速,比排放最高的区域出现在市区工况。车辆经过累碳(4 h和8 h)后的碳载量对NOx排放并无明显影响。此外,NOx瞬时排放和排气流量、行驶速度呈现正相关。优化扭矩响应和尿素喷射策略导致CO排放量急剧增加,排气温度和排气流量也会对DOC装置氧化CO产生不良影响。虽然高速工况下发动机负荷增加、缸内缺氧使得燃烧不充分,CO瞬时排放增加,但是此时发动机功率较高,导致CO比排放处于较低水平。CO₂比排放总体较为稳定,个体间差异不大。PN排放与车辆行驶速度、发动机负荷存在很大关系。优化喷嘴喷射和尿素喷射策略导致PN...     

小型单缸柴油机整机排放特性的试验与分析

以不同结构特点和用途的小型单缸柴油机为样机开展整机排放试验研究,得出同一台柴油机用不同的试验循环得出的柴油机整机排放值差异较大。同一台柴油机用含有25%负荷的五工况、六工况试验循环得出的整机CO、HC排放结果比无25%负荷的八工况试验循环得出的整机CO、HC排放结果分别高出约49%和40%;用八工况试验循环得出的移动用途柴油机NOX排放值较高,降低全负荷工况NOX排放值是排放达标的关键;对固定用柴油机需关注控制CO的排放量。小型柴油机应根据实际用途不同,按其排放特性优化燃烧参数,并对技术方案进行调整。     

多次喷射改善柴油机怠速排放性能的实验研究

以某轻型车用柴油机为样机,研究了在怠速工况下采用不同喷射策略及喷油参数时,NOx、soot及燃油消耗率的变化趋势。研究结果表明:采用多次喷射并进行参数调整后,样机怠速工况下NOx和soot排放分别降低49.5%和36%。     

电控EGR对农用ZS1110型柴油机性能影响的研究

设计了一款应用在柴油机上的电控EGR系统,并进行了不同EGR率对柴油机经济性的影响研究和稳态十三工况下的排放性研究。试验结果表明:采用电控EGR技术后,试验柴油机比油耗在不同工况下有不同程度的升高,尤其在高负荷区域内;NOx排放有着较为明显的下降,微粒有一定程度的升高,HC排放总体上变化不大。     

节水灌溉下秸秆还田形式对黑土区稻田N2O排放与产量的影响

为探寻不同灌溉模式下秸秆还田形式对黑土区稻田N2O排放与产量的影响,于2023年进行大田试验,设置常规灌溉（F）与控制灌溉（C）两种灌溉模式,同时设置秸秆还田（S）、秸秆炭化为生物炭还田（B）、秸秆过牛腹为有机肥还田（O）3种还田形式,以及秸秆不还田（N）作为对照组,共计8个处理。分析不同灌溉模式下秸秆还田形式对稻田N2O排放通量与水稻产量的影响,测定了水稻各生育期稻田土壤铵态氮含量、硝态氮含量、微生物氮含量、pH值,并分析了N2O排放总量和水稻产量与土壤环境因子之间的关系。结果表明：除返青期外,与秸秆不还田处理相比,秸秆还田与有机肥还田处理土壤铵态氮含量、硝态氮含量、微生物氮含量均表现为增加。相同秸秆还田形式下,控制灌溉模式下各处理生育期内土壤平均铵态氮含量、硝态氮含量较常规灌溉模式高36.23%~60.82%、14.16%~19.61%。同时,秸秆还田与生物炭还田能提高稻田土壤pH值。相同灌溉模式下,与秸秆不还田处理相比较,秸秆还田与有机肥还田处理N2O排放总量分别增加14.44%~24.09%、8.22%~14.44%,生物炭还田处理N2O排放总量降低14.31%~23.90%。生物炭还田与有机肥还田各处理水稻产量提高3.28%~13.07%,其中控制灌溉模式下生物炭还田处理产量最高。综上所述,控制灌溉下生物炭还田可以实现节水、增产、减排的目的。     

BSG怠速起停系统车辆控制策略研究

对怠速起停系统节油原理及影响因素进行分析。根据驾驶员安全性、驾驶习惯和舒适性及油耗排放性能,制定BSG起停系统发动机自动停机控制策略、发动机自动起动控制策略、关闭起停系统控制策略及起停协调控制策略,并设定各控制参数阈值。应用该策略搭载实车进行试验,结果表明起停控制策略可按驾驶员要求控制车辆起停。BSG系统NEDC综合工况节油4%~5%,城市工况节油12%,实际城市使用工况节油8.1%。BSG起停系统车辆排放满足国V要求,CO和THC污染物排放量明显降低,但NOx排放量略有升高。     

增压直喷式柴油机EGR率测试与控制

以国产增压直喷式柴油机为对象,进行了应用废气再循环（EGR）技术降低氮氧化物（NOx）排放的研究.设计了EGR率标定系统,研究了不同EGR率对发动机不同工况下性能和排放影响规律,依据发动机性能和排放要求优选了发动机各工况下的EGR率.利用设计的EGR电控系统,实现了发动机各工况下EGR率的自动控制,并通过试验对EGR系统进行了验证.     

节水灌溉对农田土壤温室气体排放的影响

农田是温室气体的重要排放源,如何通过有效的管理措施降低农田温室气体的排放成为当前应对气候变化研究的热点之一。不同灌溉方式导致土壤水分差异较大,进而引起温室气体排放的差异。[目的]系统总结分析不同节水灌溉方式对温室气体排放的影响效果有助于对节水灌溉方式优化选择及未来研究方向的聚焦。[方法]在前人研究基础上,进行文献搜集和整理,综述分析了节水灌溉方式对稻田和旱作农田温室气体排放的影响。[结果]与长期淹水相比,现有的水稻节水灌溉方式增加了稻田土壤CO2排放,增幅为20.83%~104.00%,平均增加48.40%,对N2O排放的影响有增加也有降低,其影响率范围为-41.30%~3078.41%,平均增加269.10%,但却显著降低了CH4的排放,降幅为14.19%~78.92%,平均降低51.66%。综合考虑稻田的全球净增温潜势(GWP),节水灌溉较长期淹水降低了稻田的GWP。与漫灌/沟灌相比,滴灌可改变旱作农田CO2和N2O排放及对CH4的吸收,其变化率范围分别为-31.19%~2.81%、-46.51%~52.56%和-150.00%~43.39%,平均分别降低12.84%、18.63%和24.93%。综合考虑旱作农田的GWP,由于N2O是旱作农田的主要温室气体,因此,滴灌降低了旱作农田的GWP。[结论]节水灌溉在节水的同时,还可降低农田温室气体排放的全球净增温潜势。基于研究现状,亟须对不同节水灌溉方式的温室排放效应及其机制开展定量研究。     

现实工况下农用拖拉机尾气排放特征分析

为量化农用拖拉机在实际作业过程中的尾气排放特征,研究选取9台用于田间运输、旋耕、施肥及秸秆粉碎还田的拖拉机,利用便携式尾气测量系统对其现实条件下CO、HC、NO和PM2.5的排放进行测量。结果表明,拖拉机的尾气排放随工况的不同而不同,行走和作业时其污染物排放速率高于怠速。拖拉机用途不同,其尾气排放也有所差异,旋耕机作业时CO、NO和PM2.5的排放速率明显比田间运输机、施肥机和秸秆粉碎机高。此外,拖拉机气体污染物的平均排放速率均随发动机转速和进气压力的增加而增加。同时,本文中拖拉机尾气排放的实测结果与我国非道路移动机械排放清单技术指南中推荐值有较大区别,NO平均约高12%,而PM2.5平均测量值更是比指南高达6倍以上。     

柴油机掺烧生物柴油NOx和碳烟排放数值模拟

利用CFD软件FIRE v2008对186FA型柴油机燃用纯柴油和B20燃油时的燃烧过程进行NOx和碳烟的三维数值模拟,描述了两种燃油的NOx和碳烟生成规律和分布.通过实测示功图对比,验证了氮氧化物模型和碳烟生成模型的准确性.根据数值模拟结果对原柴油机燃用B20时的涡流比和喷油提前角进行了优化,并提出了能同时降低两种排放物的技术方案,涡流比2.7、供油提前角352.5°时,NOx和碳烟排放最优.     

掺醇比对Z195柴油机性能影响的试验研究

在一台单缸柴油机上,研究了掺醇比在E0~E15范围内发动机性能的变化。结果表明,动力性在中小负荷时升高,大负荷时降低;燃油消耗率有所升高;碳烟排放和NOx排放降低,HC和CO的排放增加。     

生物柴油发动机的常规排放与醛酮类化合物排放

在一台直喷式增压柴油机上研究了生物柴油发动机的HC,CO,NOx,PM和烟度等常规排放特性,同时基于美国环保署TO-11A方法,利用2,4-DNPH管采样,采用高效液相色谱分析仪分析了醛酮类化合物的排放特性。试验结果表明:生物柴油能有效降低HC,CO,PM及烟度排放,但增加了NOx排放;与柴油相比,生物柴油的醛酮类化合物排放从30.7mg/kW.h上升到90.8mg/kW.h,增加了2倍。     

ZH1105W柴油机喷嘴参数优化的数值模拟研究

采用多维数值模拟软件STAR-CD及ES-ICE对直喷式柴油机ZH1105W缸内喷雾和燃烧过程进行了三维数值模拟,计算了3种不同喷嘴4×0.32,5×0.27和6×0.22 mm对柴油机燃烧过程的影响以及对NOx和Soot排放的影响,得出了3种不同喷嘴下气缸内的可燃混合物、温度、NOx和Soot的分布图,同时分析了NOx和Soot随曲轴转角的变化情况。研究结果表明,在ZH1105W柴油机中采用5×0.27 mm喷嘴,可以改善燃油雾化质量和油气混合质量,同时获得较好的燃烧和排放性能。     

柴油机燃用F-T柴油/生物柴油混合燃料的燃烧及排放特性

为探究生物柴油对柴油机燃用F-T柴油燃烧过程和排放性能的影响,配制F-T柴油/生物柴油混合燃料(B10F-T、B20F-T、B30F-T),在柴油机上进行试验。结果表明：随着生物柴油掺混比增大,缸内最大爆发压力逐渐增加。与F-T柴油相比,生物柴油掺混比分别为10%、20%、30%时,缸内最大爆发压力分别增加1.9%、5.1%、6.9%,对应的时刻轻微滞后,且放热始点后移,放热率峰值增大。生物柴油掺混比由0增加到30%,燃烧过程滞燃期延长1 ℃A,燃烧始点后移,燃烧持续期略微升高,由35.4 ℃A增加到36.1 ℃A,燃烧重心由4.8 ℃A后移到5.9 ℃A,缸内最大燃烧温度由1 872 K升高到1 951 K。在中高负荷时,碳烟排放随生物柴油掺混比增大而明显降低。在F-T柴油中掺混生物柴油可以有效地降低HC和CO排放,HC和CO排放随生物柴油掺混比增大几乎呈线性下降趋势。随着负荷继续增加,混合燃料的HC和CO排放均逐渐下降,在75%负荷时,与燃用F-T柴油相比,生物柴油掺混比分别为10%、20%、30%时,CO排放分别降低2.9%、7.8%、12.1%。在不同负荷工况下,随着生物柴油掺混比例的增加,NOX排放均呈上升的趋势,且在高负荷工况下NOX排放上升更加明显。     

直喷式柴油机燃用生物柴油的排放研究

生物柴油是一种较有前途的代用燃料.为此,通过试验,分析和比较了YZ4102QF直喷式柴油机燃用0#柴油和生物柴油的排放.结果表明:生物柴油的C0、HC和PM等13工况比排放分别低于0#柴油34.6%、40.2%和19.6%,而N0x排放比0#柴油高6.63%.     

线性调节乙醇体积分数对柴油机排放物的影响

针对目前日益加剧的能源危机和环境污染,在单缸柴油机上设计了线性调节掺醇比供油系统,同时采用对比试验方法,研究了乙醇体积分数在E0-E30范围内发动机常规排放物的变化情况.结果表明,线性调节供油系统满足试验要求,碳烟排放和NOx排放降低,HC和CO的排放增加,为进一步推广醇类燃料在柴油机上的应用提供了一定的参考依据.     

小型农用柴油机油耗和排放的多目标优化

非道路用柴油机使用后处理系统的成本较高,通过优化燃烧减少原机排放并保持合理的燃油经济性是经济且行之有效的方法之一.以一款处于非道路第四阶段开发的小型农用柴油机为研究对象,基于已有的试验数据,通过GT Powcr软件建立其一维仿真模型,在验证模型准确性的基础之上,针对非道路用柴油机稳态测试循环八工况的前7个工况,采用响应...     

燃烧室和喷油器结构对重型柴油机性能与排放的影响

在一台两级增压共轨重型柴油机上,重点研究燃烧室与喷油器结构参数、废气再循环(EGR)参数等因素对燃烧过程、性能和排放特性的影响。数值模拟结果表明,相比原机燃烧室（CR17.5）,CR16.8和CR16.2的缸内混合气湍动能增大,油气混合更为均匀。试验结果表明,相比CR17.5和CR16.2,CR16.8能有效提高燃烧反应速率、缩短燃烧持续期而降低有效燃油消耗率（BSFC）,CR16.2因压缩比降低过大,BSFC最高。综合数值模拟与试验结果发现,大负荷等EGR率时,CR17.5的NOx和碳烟（soot）生成量最高,但最终的碳烟排放量低于CR16.2。CR16.8缸内湍动能最高,NOx 与碳烟之间的折衷关系明显改善。喷油器优化匹配试验结果表明,相比原机直孔喷油器,带倒锥度喷孔且孔径减小的喷油器S4和S5能显著降低碳烟,明显改善NOx与碳烟之间的折衷关系。     

共轨柴油机燃用生物柴油限制与非限制排放特性

在高压共轨柴油机上对生物柴油混合燃料(源自食用废油)的排放物进行了研究.结果表明,限制性气体排放中,随着生物柴油混合比例的增加,Nox的排放量明显升高,同时在氧化催化器后Nox中的NO2体积分数也逐步增大;烟度则随着燃料混合比例的增加呈线性下降.非限制性气体排放中,外特性工况下的生物柴油混合燃料的乙醛排放量随混合比的增加而降低;SO2气体排放量也随着燃料混合比例的增加逐步下降,纯生物柴油可降低20%～60%.生物柴油的颗粒粒径分布表明,生物柴油的核态纳米颗粒对混合燃料的硫含量非常敏感,由于纯生物柴油硫含量低,故可以有效降低颗粒的总数量浓度.