碳酸二甲酯添加劑對(duì)在用柴油車碳煙排放影響的道路試驗(yàn)

涂先庫(kù)

摘要 本文通過(guò)在柴油中添加碳酸二甲酯增加其含氧量，在少改變甚至不改變柴油車結(jié)構(gòu)的條件下，探尋降低在用柴油車碳煙和NOx排放的技術(shù)措施。為了試驗(yàn)柴油車燃用柴油與DMC混合燃料后對(duì)在用汽車碳煙排放的影響，筆者對(duì)在用柴油車進(jìn)行了燃用柴油和混合燃料的道路行駛碳煙排放對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明在用柴油汽車燃用混合燃料后，碳煙排放可降低40%~60%。

關(guān)鍵詞 混合燃料；碳酸二甲脂；碳煙排放；柴油車

中圖分類號(hào)TK421 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2011）43-0055-02

1 概述

隨著我國(guó)城市化和現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，我國(guó)城市機(jī)動(dòng)車數(shù)量迅速增長(zhǎng)，人們?cè)谙硎艹鞘袡C(jī)動(dòng)車帶來(lái)的便捷和效益的同時(shí)，也在承受機(jī)動(dòng)車尾氣對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)人體健康帶來(lái)的危害。特別是城市公交車普遍以柴油作為燃料，其尾氣中碳煙和NOx的排放是城市污染的主要污染源。國(guó)家、地方政府和企業(yè)針對(duì)城市公交柴油化的特點(diǎn)，投入大量的人力、物力、財(cái)力研究開(kāi)發(fā)控制柴油車排放的技術(shù)措施[1]。筆者通過(guò)在柴油中添加含氧燃料（碳酸二甲酯，DMC）增加其含氧量，在少改變甚至不改變柴油車結(jié)構(gòu)的條件下，探尋降低在用柴油車碳煙和NOx排放的技術(shù)措施。為了試驗(yàn)柴油車燃用柴油與DMC混合燃料后對(duì)在用汽車碳煙排放的影響，課題組與寧波市公交總公司一起對(duì)在用柴油車進(jìn)行了燃用柴油和混合燃料（含15%DMC的柴油）的碳煙排放對(duì)比試驗(yàn)。

2 試驗(yàn)準(zhǔn)備

2.1 選取碳酸二甲酯添加比例

影響酸二甲酯添加比例的主要因素有DMC和柴油的互溶性、不同DMC添加比例對(duì)柴油機(jī)功率和排放的影響。相關(guān)研究表明[2，3]：隨著DMC添加比例的增加，混合燃料的互溶性下降、發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降、碳煙排放下降趨勢(shì)減緩，綜合考慮不同DMC添加比例對(duì)柴油機(jī)三者的影響，選取DMC的添加比例為15%。

2.2 選取道路試驗(yàn)車輛

在寧波市公交五公司分別選取了不同運(yùn)行里程、不同使用年限的3輛在用車輛，在檢測(cè)站分別燃用純柴油和15%DMC的混合燃料兩種燃料，在道路運(yùn)行3km~5km后利用底盤測(cè)功機(jī)測(cè)量其功率。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

測(cè)試結(jié)果表明，在用柴油車不管技術(shù)性能如何，燃用混合燃料時(shí)，功率都有所下降。為了使道路試驗(yàn)更可靠，我們選取性能較好的浙B70018為我們的道路試驗(yàn)車輛。

3試驗(yàn)車輛燃用不同燃料道路行駛時(shí)碳煙排放對(duì)比試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)設(shè)備及連接

試驗(yàn)所需設(shè)備有試驗(yàn)車輛（浙B70018）、取樣探頭及傳輸管、不透光煙度計(jì)（NHT-1）、便攜式計(jì)算機(jī)、蓄電池(12V)、逆變器（CHX-800VA），設(shè)備間連接如圖1。12V蓄電池通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)?20V為計(jì)算機(jī)、分體式不透光煙度計(jì)的煙度分析儀和煙度顯示儀提供電源，取樣探頭將試驗(yàn)車輛排氣管中的尾氣引入煙度分析儀，煙度分析儀將分析結(jié)果傳輸?shù)綗煻蕊@示儀，計(jì)算機(jī)又通過(guò)不透光煙度計(jì)專用記錄軟件從煙度顯示儀提取瞬態(tài)煙度值在計(jì)算機(jī)上顯示和保存。

3.2 道路試驗(yàn)

在道路試驗(yàn)時(shí)，選擇功率較高的浙B70018號(hào)車，分別燃用純柴油和15%DMC的混合燃料兩種燃料，利用不透光度計(jì)測(cè)量各自汽車運(yùn)行工況下的煙度，并將數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)接口傳入便攜式計(jì)算機(jī)，進(jìn)行記錄和儲(chǔ)存。測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)EXCEL軟件處理得到如圖2所示的測(cè)試結(jié)果：

從圖2可以看出：不管燃用純柴油還是15%DMC的混合燃料，汽車運(yùn)行工況不同，其碳煙排放濃度不同；由于光吸收系數(shù)K的值越大，表示汽車排放的碳煙濃度越高，所以在道路試驗(yàn)時(shí)汽車燃用15%DMC的混合燃料比燃用純柴油的碳煙排放濃度要小得多，圖形分析結(jié)果降低45%左右，即從道路試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，在用柴油汽車燃用15%DMC含氧燃料可有效地降低碳煙排放。

4 結(jié)論

由以上道路試驗(yàn)結(jié)果可以得出結(jié)論：不對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)作任何改動(dòng)的情況下，在在用柴油汽車燃用的柴油中添加碳酸二甲酯（DMC）形成的混合燃料，將有利于降低碳煙。在用柴油汽車燃用混合燃料后（15%DMC），碳煙排放平均降低40%~60%。因此，在柴油機(jī)中燃燒高含氧燃料，對(duì)于大量在用柴油汽車，特別是在城市交通中運(yùn)行的柴油汽車, 控制其碳煙顆粒排放，是一條很有前途的技術(shù)路徑。

參考文獻(xiàn)

[1]涂先庫(kù)，黃永青，訾琨.在用柴油汽車排放污染物控制[J].小型內(nèi)燃機(jī)與摩托車，2007(10)：61-64.

[2]任美風(fēng)，趙小明.柴油添加劑與柴油的互溶性試驗(yàn)研究[J].柴油機(jī)，2004（2）：42-44.

[3]訾琨，涂先庫(kù)，黃永青.柴油和碳酸二甲脂混合燃料對(duì)柴油機(jī)性能的影響[J].內(nèi)燃機(jī)工程，2007(6)：63-66.

注：“本文中所涉及到的圖表、公式、注解等請(qǐng)以PDF格式閱讀”