《往复式内燃机 排放测量 第5部分：试验燃料GBT 8190.5-2019》详细解读

《往复式内燃机排放测量

第5部分：试验燃料GB/T8190.5-2019》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4符号和缩略语5燃料选择5.1总则5.2燃料特性对压燃式发动机排放的影响5.3燃料特性对火花点燃式发动机排放的影响contents目录6燃料概述6.1天然气6.2液化石油气6.3发动机用汽油6.4柴油6.5馏分燃油6.6残渣燃油6.7原油contents目录6.8代用燃料6.9要求和附加信息附录A(规范性附录)燃料特定系数的计算附录B(资料性附录)非ISO等效试验方法参考文献011范围适用对象本部分适用于往复式内燃机的排放测量，特别是针对试验燃料的相关要求和规范。适用于各类往复式内燃机，包括但不限于汽油机、柴油机等，在试验过程中所使用的燃料。主要内容规定了试验燃料的技术要求和试验方法，确保试验的有效性和可重复性。涵盖了试验燃料的物理特性、化学组成、杂质含量等关键参数，以及这些参数对排放测量结果的影响。目的和意义通过规范试验燃料的要求，提高排放测量的准确性和可靠性，为内燃机的研发和优化提供有力支持。促进环保法规的实施和节能减排目标的实现，推动内燃机行业的可持续发展。022规范性引用文件相关标准与规范ISOXXXX国际标准化组织制定的关于往复式内燃机排放测量的国际标准，其中也涉及试验燃料的相关要求。GB/TXXXX规定了试验燃料的基本要求、技术条件和检验方法，是往复式内燃机排放测量中试验燃料的主要引用标准。通过引用相关标准和规范，可以确保在往复式内燃机排放测量中使用的试验燃料符合统一的技术条件和检验方法，从而保证测量结果的准确性和可比性。确保试验燃料的规范性和一致性规范性引用文件不仅规定了试验燃料的技术要求，还提供了制备和使用试验燃料的详细指南，有助于试验人员正确、安全地使用试验燃料进行排放测量。提供试验燃料的制备和使用指南引用文件的作用033术语和定义定义往复式内燃机是一种热机，通过燃料在机器内部燃烧产生热能，再将热能转化为机械能，从而驱动机器运转。工作原理往复式内燃机通过活塞在气缸内的往复运动，完成进气、压缩、燃烧和排气四个冲程，实现将燃料的化学能转化为机械能的过程。3.1往复式内燃机定义排放测量是指对往复式内燃机在运转过程中产生的废气进行采集、分析和处理，以测定其排放污染物的种类、浓度和数量。重要性3.2排放测量排放测量是评估往复式内燃机环保性能的重要指标，也是制定和实施排放标准的重要依据。通过对排放进行测量，可以了解内燃机的排放状况，为改进设计和优化运行提供参考。0102VS试验燃料是指在排放测量过程中，供往复式内燃机使用并满足一定规格要求的燃料。选用原则试验燃料的选用应遵循相关标准和规范，确保其具有代表性、稳定性和可追溯性。同时，应根据内燃机的类型、用途和排放标准等因素，选择适合的试验燃料进行排放测量。定义3.3试验燃料044符号和缩略语气缸工作容积，单位为立方米（m³）V发动机转速，单位为转每分钟（r/min）n01020304功率，单位为千瓦（kW）P扭矩，单位为牛·米（N·m）T4.1符号试验燃料（CertificationFuel）CF定容燃烧（ConstantVolume）CV压燃式（CompressionIgnition）CI4.2缩略语010203NOx氮氧化物（NitrogenOxides）SI点燃式（SparkIgnition）EGR废气再循环（ExhaustGasRecirculation）4.2缩略语颗粒物（ParticulateMatter）PMHCCO碳氢化合物（Hydrocarbons）一氧化碳（CarbonMonoxide）4.2缩略语055燃料选择燃料类型根据往复式内燃机的使用环境和性能要求，选择合适的燃料类型，如汽油、柴油等。燃料规格确保所选燃料符合相关标准和规范，以保证内燃机的正常运行和排放性能。燃料类型与规格燃料应具有较高的纯度，避免杂质对内燃机造成损害。纯度燃料在储存和使用过程中应保持稳定，不易发生化学反应或变质。稳定性燃料应具有良好的燃烧性能，以确保内燃机的高效运行和低排放。燃烧性能燃料质量要求兼容性所选燃料应与内燃机的设计和使用要求相兼容，避免出现不良反应或性能下降。安全性在选用燃料时，应考虑其安全性和环保性，避免对环境和人体造成危害。经济性在满足性能要求的前提下，应选用成本较低的燃料，以降低运行成本。燃料选用注意事项065.1总则为了准确测量往复式内燃机的排放，需要统一规定试验燃料的要求，以确保测试结果的准确性和可比性。统一试验燃料要求通过规范试验燃料，推动内燃机技术的改进和环保性能的提升。促进环保技术发展编制目的往复式内燃机排放测量本标准适用于往复式内燃机的排放测量，包括汽车、摩托车等使用的内燃机。试验燃料要求规定了进行排放测量时所使用的试验燃料的具体要求，以确保测试结果的准确性和可靠性。适用范围往复式内燃机指通过活塞在气缸内往复运动，将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的动力装置。试验燃料指在进行往复式内燃机排放测量时所使用的特定燃料，其成分和性质需符合本标准规定。术语和定义通过规范试验燃料，可以减少因燃料差异导致的排放测量结果偏差，提高测量的准确性。提高排放测量准确性统一的试验燃料要求将促使内燃机制造商改进技术，以适应更严格的环保标准，从而推动整个行业的技术进步。推动行业技术进步标准实施的意义075.2燃料特性对压燃式发动机排放的影响燃料成分对排放的影响芳烃含量芳烃是燃料中的重要组成部分，但其燃烧过程中可能产生多环芳烃（PAHs），这是一种潜在的致癌物质。降低芳烃含量有助于减少有害排放。十六烷值十六烷值是衡量燃料自燃性能的指标。适当的十六烷值可以确保燃料的良好燃烧，从而降低未燃碳氢化合物（UHC）和一氧化碳（CO）的排放。硫含量燃料中的硫在燃烧过程中会产生硫氧化物（SOx），这些化合物对环境和人体健康有害。低硫燃料可以减少SOx排放。030201燃料的挥发性影响其蒸发速度和混合气形成。高挥发性燃料有助于形成更均匀的混合气，从而降低排放。挥发性燃料的蒸馏特性决定了其在不同温度下的蒸发量。合理的蒸馏曲线有助于发动机在各种工况下形成良好的混合气，进而降低排放。蒸馏特性燃料挥发性对排放的影响燃料密度影响其能量含量和喷雾质量。合适的燃料密度有助于提高燃烧效率，降低排放。密度燃料粘度影响其流动性和喷雾特性。低粘度燃料更易于形成细小的雾滴，从而提高燃烧速度和效率，降低排放。粘度燃料密度和粘度对排放的影响杂质燃料中的杂质（如水分、灰分等）可能导致燃烧不完全，增加排放。因此，应尽量减少燃料中的杂质含量。01燃料中的杂质和添加剂对排放的影响添加剂某些添加剂（如抗氧化剂、清净剂等）可以改善燃料的燃烧性能，降低排放。然而，过量使用添加剂可能产生负面影响，因此需要合理控制添加剂的用量。02085.3燃料特性对火花点燃式发动机排放的影响碳氢化合物含量燃料中碳氢化合物含量直接影响发动机的燃烧效率和排放物生成，高碳氢化合物含量可能导致未燃碳氢排放增加。硫含量芳烃含量燃料组成与排放关系硫在燃烧过程中会产生硫酸盐等有害物质，增加颗粒物排放，对环境造成污染。芳烃燃烧时易产生碳烟和有害气体，对排放性能有不良影响。燃料挥发性对排放的影响蒸馏特性燃料的蒸馏特性影响其在发动机气缸内的蒸发和混合过程，进而影响燃烧和排放性能。挥发性高低高挥发性燃料易于形成均匀混合气，有利于完全燃烧，从而降低排放；反之，低挥发性燃料可能导致燃烧不完全，增加排放。含氧量高低含氧燃料可以改善燃烧过程，降低碳烟和有害气体的生成，有利于减少排放。醇类燃料如甲醇、乙醇等醇类燃料，具有较高的含氧量，可有效降低排放。燃料含氧量对排放的影响燃料添加剂对排放的影响助燃剂可以改善燃料的燃烧性能，提高燃烧温度，减少未燃碳氢和一氧化碳的排放。助燃剂某些燃料添加剂可以清洁发动机内部积碳，提高燃烧效率，从而降低排放。清洁剂096燃料概述燃料种类往复式内燃机可使用多种燃料，包括汽油、柴油、天然气等。本部分主要关注试验燃料的要求和规范。燃料特性不同燃料具有不同的物理和化学特性，如密度、粘度、闪点、燃点等，这些特性对内燃机的性能和排放有重要影响。燃料种类与特性燃料成分试验燃料应满足一定的成分要求，以确保试验的一致性和可重复性。例如，汽油应满足特定的辛烷值、馏程和硫含量等要求。燃料稳定性试验燃料应具有良好的稳定性，以确保在试验过程中燃料性质不会发生变化。试验燃料要求燃料对排放的影响燃料的密度、粘度等性质也会影响排放。例如，粘度较高的燃料可能导致燃烧不完全，从而增加有害气体排放。燃料性质对排放的影响燃料中的硫含量、芳烃含量等成分对排放有显著影响。例如，高硫含量可能导致更多的颗粒物排放。燃料成分对排放的影响106.1天然气天然气主要由甲烷组成，含有少量的乙烷、丙烷、丁烷等烃类气体，以及微量的氮气、二氧化碳等非烃类气体。主要成分天然气具有高热值、燃烧稳定、排放清洁等特点，是往复式内燃机理想的燃料之一。燃烧特性天然气的密度较低，易于与空气混合形成可燃混合气；同时，其压力对燃烧过程也有重要影响，需严格控制。密度与压力天然气成分及特性相比其他化石燃料，天然气燃烧产生的污染物较少，有助于降低往复式内燃机的排放水平。环保性天然气价格相对较低，且供应稳定，作为试验燃料可降低试验成本。经济性天然气可用于不同类型的往复式内燃机，包括点燃式和压燃式发动机，具有较好的适用性。适用性广天然气作为试验燃料的优势天然气试验燃料的技术要求纯度要求为保证试验结果的准确性和可靠性，天然气试验燃料需满足一定的纯度要求，避免杂质对燃烧过程的影响。成分稳定性储存与运输安全天然气试验燃料的成分应保持稳定，以确保试验过程中发动机性能的一致性。天然气具有易燃易爆的特性，因此在储存和运输过程中需采取严格的安全措施，确保人员和设备安全。116.2液化石油气成分液化石油气燃烧时火焰温度较高，燃烧速度适中，有利于燃料的完全燃烧。燃烧性能环保性相比其他化石燃料，液化石油气燃烧产生的污染物较少，对环境影响较小。液化石油气主要由丙烷、丁烷等烃类化合物组成，具有较高的能量密度。燃料特性纯度液化石油气应具有较高的纯度，避免杂质对发动机性能和排放产生影响。挥发性液化石油气应具有良好的挥发性，以便在发动机进气过程中与空气充分混合。稳定性液化石油气在储存和使用过程中应保持稳定，避免发生泄漏、爆炸等安全事故。燃料要求试验方法采样按照规定的采样方法，从液化石油气储罐中取得具有代表性的样品。预处理对取得的样品进行必要的预处理，如脱水、脱硫等，以满足试验要求。试验条件设定合适的试验条件，如温度、压力、流量等，模拟发动机实际工作状况下的燃料供应情况。数据记录详细记录试验过程中的各项数据，包括燃料消耗量、排放物浓度等，以便后续分析和处理。126.3发动机用汽油6.3.1汽油的规格和要求010203辛烷值表示汽油抗爆性能的指标，一般要求汽油具有较高的辛烷值以保证发动机的正常运行。硫含量汽油中的硫会对发动机的排放性能产生影响，因此需严格控制硫含量。蒸气压表示汽油挥发性的指标，蒸气压过高或过低都会对发动机的运行产生影响。6.3.2汽油的选用原则根据排放要求选用为满足日益严格的排放法规，应选用硫含量低、清洁度高的汽油。根据使用条件选用在高温、高原等条件下，应选用蒸气压较低的汽油，以防止气阻现象的发生。根据发动机压缩比选用压缩比高的发动机应选用辛烷值较高的汽油，反之则选用辛烷值较低的汽油。芳烃含量高的汽油容易产生积碳，影响发动机的排放性能和动力性。芳烃含量对排放的影响烯烃含量高的汽油在燃烧过程中容易产生不完全燃烧产物，增加发动机的排放负担。烯烃含量对排放的影响硫含量高的汽油会导致发动机排放物中的硫化物增加，从而加剧大气污染。硫含量对排放的影响6.3.3汽油对排放的影响6.3.4汽油的质量控制与检测质量控制为确保汽油的质量符合相关标准，需对生产、储运、销售等环节进行严格的质量控制。检测方法常用的汽油检测方法包括辛烷值测定、硫含量测定、蒸气压测定等，以确保汽油的各项指标满足要求。136.4柴油柴油的物理特性密度柴油的密度通常高于汽油，这使得柴油发动机能够产生更高的扭矩和功率。粘度柴油的粘度较大，有助于在燃油喷射过程中形成更细小的雾滴，提高燃烧效率。闪点柴油的闪点较高，意味着它相对更安全，不易引发火灾。表示柴油自燃性能的指标，十六烷值越高，柴油的自燃温度越低，发动机越容易启动。十六烷值柴油的化学特性柴油中的硫会在燃烧过程中产生二氧化硫等有害物质，因此硫含量越低，对环境的影响越小。硫含量表示柴油在燃烧过程中产生的残留碳量，残碳值越低，说明柴油的燃烧性能越好。残碳值01燃油供给系统柴油通过燃油供给系统进入气缸，与空气混合后形成可燃混合气。柴油在往复式内燃机中的应用02喷油器喷油器负责将柴油以雾状形式喷入气缸，确保燃油与空气的充分混合。03燃烧过程在压缩冲程末期，喷油器将柴油喷入气缸，与高温高压的空气混合后自燃，推动活塞做功。通过脱硫技术降低柴油中的硫含量，减少对环境的污染。降低硫含量通过添加剂或改进炼油工艺来提高柴油的十六烷值，改善发动机的启动性能和燃烧效率。提高十六烷值利用可再生资源生产生物柴油，降低对传统石油资源的依赖，同时减少环境污染。发展生物柴油柴油的环保性能及改进方向146.5馏分燃油馏分燃油的基本要求燃油质量馏分燃油的质量对内燃机的性能和排放具有重要影响，因此应严格控制其质量指标，如密度、粘度、闪点等。燃油成分馏分燃油主要由石油经过分馏得到，其成分应满足相关标准，确保内燃机的正常运行。不同类型的内燃机对馏分燃油的要求不同，应根据内燃机的压缩比、燃烧方式等因素选择合适的馏分燃油。根据内燃机类型选择馏分燃油的选用还应考虑使用环境的温度、湿度等因素，以确保内燃机的稳定运行和降低排放。考虑环境因素馏分燃油的选用原则燃烧特性馏分燃油的燃烧特性直接影响内燃机的动力性能和热效率，合适的馏分燃油能够提高内燃机的功率和扭矩，降低油耗。排放特性馏分燃油的成分和质量对内燃机的排放具有重要影响，优质的馏分燃油能够降低有害物质的排放，提高环保性能。馏分燃油对内燃机性能的影响试验方法为了评估馏分燃油的性能和质量，需要采用标准的试验方法进行测试，如燃油密度测定、粘度测定、闪点测定等。标准要求馏分燃油的试验方法和标准各国和地区对馏分燃油的标准要求不尽相同，但通常都包括燃油的物理化学性质、环保指标等方面的规定。在选择馏分燃油时，应确保其满足相关标准和法规的要求。0102156.6残渣燃油VS指原油经常压蒸馏或减压蒸馏得到的残渣油，再经调和、裂化等工艺处理后得到的燃油。特性残渣燃油具有高粘度、高密度、高残炭、高硫含量等特点，通常用于大型低速柴油机。残渣燃油残渣燃油的定义粘度残渣燃油的粘度应适中，以保证良好的雾化效果和燃烧性能。硫含量由于环保法规的限制，残渣燃油的硫含量应尽可能低，以减少硫氧化物的排放。灰分残渣燃油中的灰分应控制在一定范围内，以避免对发动机造成磨损和堵塞。闪点残渣燃油的闪点应高于一定温度，以确保储存和使用过程中的安全性。残渣燃油的质量要求残渣燃油在往复式内燃机中的应用燃料选择根据往复式内燃机的设计和使用要求，选择合适的残渣燃油作为燃料。燃烧调整针对残渣燃油的特性，调整发动机的燃烧参数，如喷油提前角、喷油压力等，以优化燃烧过程。排放控制采用先进的排放控制技术，如选择性催化还原（SCR）技术、颗粒物捕集器（DPF）等，降低残渣燃油燃烧产生的污染物排放。残渣燃油的未来发展随着环保法规的日益严格，残渣燃油将逐渐向更清洁、低碳的能源转型。清洁能源转型通过技术创新和改进，提高残渣燃油的燃烧效率和环保性能，以满足未来市场的需求。技术创新探索残渣燃油在化工、电力等领域的多元化利用途径，提高其经济价值和社会效益。多元化利用166.7原油密度和粘度原油的密度和粘度对其在往复式内燃机中的燃烧特性有重要影响。一般来说，密度大、粘度高的原油在燃烧过程中容易产生不完全燃烧和积碳现象。原油的基本性质硫含量原油中的硫含量对排放性能有显著影响。高硫含量的原油在燃烧过程中会产生大量的硫化物排放，对环境造成污染。烃类组成原油主要由各种烃类化合物组成，包括烷烃、环烷烃和芳香烃等。这些烃类化合物的种类和比例会影响原油的燃烧性能和排放特性。根据往复式内燃机的设计和使用要求，选择合适的原油作为燃料。不同类型的原油在燃烧过程中会产生不同的排放物，因此需要根据实际需求进行选择。燃料选择原油在往复式内燃机中的应用原油在往复式内燃机中的燃烧性能直接影响发动机的动力和排放性能。优质的原油能够提供稳定的燃烧过程，减少积碳和不完全燃烧现象，从而降低排放。燃烧性能为了降低往复式内燃机的排放，需要对原油进行预处理和净化，以减少其中的有害物质含量。此外，还可以通过优化发动机的燃烧过程和采用先进的排放控制技术来进一步降低排放。排放控制温室气体排放原油燃烧过程中会产生大量的二氧化碳等温室气体，对全球气候变化产生影响。因此，需要采取措施减少温室气体的排放，如提高能源利用效率、发展可再生能源等。空气污染原油燃烧过程中还可能产生其他有害物质，如一氧化碳、氮氧化物和颗粒物等，对空气质量造成污染。为了降低空气污染，需要采用先进的排放控制技术和加强环境监管。水资源和土壤污染原油的开采、运输和加工过程中可能对水资源和土壤造成污染。因此，需要加强环境管理和保护措施，防止原油泄漏和污染事故的发生。原油对环境的影响176.8代用燃料定义代用燃料指的是除传统石油燃料外的，可用于往复式内燃机的其他燃料。分类主要包括生物燃料、气体燃料、醇类燃料等。6.8.1代用燃料的定义和分类代用燃料应与内燃机的设计和运行要求相匹配，确保内燃机的正常运行。与内燃机的兼容性代用燃料应具有较好的环保性能，能够降低有害物质的排放。环保性能代用燃料的使用应确保安全，避免发生燃烧、爆炸等事故。安全性6.8.2代用燃料的使用要求010203醇类燃料醇类燃料如甲醇、乙醇等，其燃烧产生的有害物质较少，对降低排放有积极作用。生物燃料生物燃料的使用可以降低CO2等温室气体的排放，但可能增加NOx等污染物的排放。气体燃料如天然气等气体燃料的使用可以显著降低颗粒物和SO2的排放，但对NOx的排放影响较小。6.8.3代用燃料对排放的影响发展趋势随着环保意识的提高和技术的不断进步，代用燃料的应用将越来越广泛，种类也将不断丰富。挑战代用燃料的发展仍面临成本、技术、基础设施等方面的挑战，需要政府、企业和科研机构共同努力推动其发展。6.8.4代用燃料的发展趋势和挑战186.9要求和附加信息标准参比燃料或市场可用燃料，应符合相关标准和规范。燃料类型燃料成分燃料物性应详细列出燃料的化学成分，包括碳、氢、硫、氮、氧等元素含量。应提供燃料的密度、粘度、闪点、燃点等关键物性参数。燃料规格明确试验时的环境温度、湿度、压力等条件，确保试验的一致性和可重复性。试验环境对试验燃料进行必要的预处理，如过滤、脱水等，以保证燃料的纯净度和稳定性。燃料预处理详细阐述试验的具体步骤，包括燃料的取样、储存、输送、计量和注入等环节。试验步骤试验条件和程序详细记录试验过程中的关键数据，如燃料消耗量、排放物浓度等，确保数据的准确性和完整性。数据记录根据试验数据和结果，编制详细的试验报告，包括试验目的、方法、结果和结论等内容。报告编制数据记录和报告安全措施在试验过程中应采取必要的安全措施，如防火、防爆、防毒等，确保试验人员的人身安全和设备安全。环保要求试验过程中产生的废弃物和排放物应符合相关环保法规和标准，减少对环境的污染。安全和环保要求19附录A(规范性附录)燃料特定系数的计算A.1燃料特定系数的定义重要性燃料特定系数能够反映不同燃料类型对排放性能的影响，确保排放测量的准确性和可比性。燃料特定系数指为特定燃料类型所确定的系数，用于排放测量中的计算和修正。收集燃料的相关基础数据，如成分、密度、热值等。基础数据收集根据特定的计算公式，结合基础数据，计算出燃料特定系数。计算公式对计算结果进行验证，必要时进行修正，以确保其准确性和可靠性。验证与修正A.2燃料特定系数的计算方法排放测量在排放测量过程中，使用燃料特定系数对测量结果进行修正，以消除燃料类型对排放性能的影响。法规符合性判断根据法规要求，使用燃料特定系数判断车辆的排放性能是否符合相关标准。技术研发在发动机和车辆的技术