负荷对柴油机微粒排放特性及其组分的影响.PDFVIP

第 5期 (总第 141期) 车 用 发 动 机 № ．5(SerialNo．141) 2002年 10月 VEHICIE ENG E Oct．2O02 · 性能研究 · 负荷对柴油机微粒排放特性及其组分的影响 谭丕强 ，陆家祥 ，王桂华 ，王均效 ，周兴利 (1．上海交通大学，上海 200030；2．山东大学，山东济南 Z．SOt~1) 摘要 ：分析 了柴油机排气微粒(PM)的组分及其生成机理，并通过试验研究了负荷对 PM的排放特性及其组分 的影响，指出了负荷与PM流量之间的指数函数关系以及 PM 中可溶性组分 (SOF)和不可溶性组分 (IOF)的含量随 负荷的变化趋势。 ， 关键词：柴油机；负荷；PM；排放；SOF；I6F 中图分类号 ：TK421．5 文献标识码 ：A 文章编号：1001—2222(2002)05—0017—03 柴油机由于油耗低、热效率高、性能可靠，被广 耗 ： 泛地应用于车辆、工程机械及船舶等动力机械。但 H2+0H—H20+H。 (2) 柴油机 PM排放高，随着柴油车的 日益增多，排气 CO+O +C02+H。 (3) PM对环境和人类健康的危害 日益严重，对排气 PM 这说明一部分 ()2很快就被束缚在稳定产物 的研究也越来越受到重视 |l]。在柴油机的实际运 H20和 CO2中。因此，在柴油机的燃烧过程 中自由 行过程中，由于工况不同，其PM表现出不同的排放 c的生成不可避免，一部分燃料在高温下分解或氧 特性，其中，负荷对排气 PM的影响尤为关键。本文 化裂解形成碳烟核心；这些碳烟核心经历表面增长 通过试验，分析了负荷对柴油机 PM排放特性及其 以及与其他碳烟核心相互碰撞发生凝聚，使碳烟核 组分的影响。 心增大，形成基本碳烟粒子，可以认为这就是最终排 1 排气 PM的组分及生成机理 出PM中IOF的来源。基本碳烟粒子再 以聚集的方 式形成链状结构物，链状结构物的表面积非常大，呈 1．1 PM的组分 多孔性，具有类似活性炭的作用，能够吸附来 自燃油 柴油机所排出的PM可分为两类，一类是可溶 和机油中的未燃 HC物质，这些未燃 HC物质就是最 于有机溶液的可溶性组分 (SOF)，主要是指液态的 终排 出PM 中SOF的来源之一；SOF的另一个来源 碳氢PM，它们来 自于未燃或部分燃烧的燃油和润滑 是独立存在、没有被吸附在链状结构物上的液态未 油；另一类是不溶于有机溶液 的不可溶性组分 燃 HC物质。所有的这些 PM如不能在燃烧系统中 (IoF)，主要组成是干碳烟(自由态的C)，二者在 PM 完全氧化掉，则最终会排人大气。 中分别 占