火花點(diǎn)火直噴汽油機(jī)顆粒排放物的研究

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火花點(diǎn)火直噴汽油機(jī)顆粒排放物的研究

研究了火花點(diǎn)火直噴汽油機(jī)獨(dú)立顆粒物的排放。在4種工況下，先以汽油為燃料運(yùn)行發(fā)動機(jī)，然后切換到氫或甲烷燃料進(jìn)行操作，比較它們所產(chǎn)生的顆粒物排放和顆粒大小。通過用氮?dú)庀♂尶諝?，追蹤發(fā)動機(jī)運(yùn)行的壓力和熱釋放，了解發(fā)動機(jī)以氫和汽油作為燃料的不同燃燒特性。甲烷燃料產(chǎn)生的微粒排放量比汽油低幾個數(shù)量級，氫燃料不會導(dǎo)致碳煙的生成是因?yàn)槠浞肿又腥狈μ荚印Ｒ虼?，以氫氣為燃料產(chǎn)生的多余顆粒物來自于非燃料相關(guān)源，如潤滑油、金屬磨損或進(jìn)氣。采用甲烷和氫氣為燃料，只有非常少量的大于30nm的顆?？梢詸z測到。氫和汽油的運(yùn)行狀況對微粒排放的影響不大，以氫為燃料時檢測到顆粒在3～30nm范圍之間，無顆粒結(jié)塊的跡象。參考燃料與氫燃料的比較表明，發(fā)動機(jī)在低負(fù)荷運(yùn)行下，排放顆粒小于10nm；當(dāng)發(fā)動機(jī)使用甲烷和汽油燃料時也會發(fā)現(xiàn)，在低負(fù)荷運(yùn)行條件下排放顆粒物小于10nm。這些顆粒的產(chǎn)生不是來自于進(jìn)氣，因?yàn)橥ㄟ^測量這些粒子的負(fù)荷比尾氣多幾個數(shù)量級，因此初步結(jié)論是，小于10nm的顆粒不是來源于燃料的燃燒。然而，在較高的負(fù)荷下，以汽油和氫氣為燃料產(chǎn)生的顆粒物大小差異明顯。因此，似乎燃料顆粒物排放存在于獨(dú)立基線，實(shí)際上燃料的燃燒本身就是發(fā)動機(jī)高負(fù)荷下顆粒物產(chǎn)生的主要來源。

Maier, A. et al. SAE 2015-01-1081.

編譯：郭永奇