低溫燃燒柴油機(jī)排放物UHC 成分的分析方法

低溫燃燒柴油機(jī)排放物UHC 成分的分析方法

能源危機(jī)和對(duì)環(huán)境問(wèn)題的關(guān)注，使世界各國(guó)都制定了較為嚴(yán)格的排放法規(guī)。推廣柴油機(jī)是降低汽車排放的一項(xiàng)有效措施。但是，柴油機(jī)的氮氧化合物（NOx）和顆粒物（PM）的排放無(wú)法同時(shí)消除。因而，需要開(kāi)發(fā)出能夠同時(shí)降低NOx和PM排放的方法。目前，通過(guò)部分預(yù)混合低溫燃燒策略能夠?qū)崿F(xiàn)這一目標(biāo)，該策略能夠?qū)⒉裼蜋C(jī)的缸內(nèi)燃燒溫度維持在較低的水平，避開(kāi)生成NOx和PM的主要溫度區(qū)域。但是，與傳統(tǒng)燃燒策略相比，部分預(yù)混合低溫燃燒策略在應(yīng)用時(shí)常會(huì)造成柴油機(jī)未燃燒的碳?xì)浠衔铮║HC）排放增加。為了降低UHC的排放，需要對(duì)UHC的主要成分進(jìn)行分析。

通過(guò)傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）分析方法和氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）分析方法能夠?qū)Σ裼蜋C(jī)排放中UHC的主要成分進(jìn)行分析。FT-IR分析方法主要利用光的相干性原理，能夠?qū)ε欧胖蠻HC的主要成分進(jìn)行連續(xù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。GC-MS分析方法主要利用質(zhì)譜分析原理，能夠?qū)σ呀?jīng)采集到的排放物UHC主要成分進(jìn)行分析。

通過(guò)試驗(yàn)對(duì)這兩種方法進(jìn)行對(duì)比，試驗(yàn)采用一臺(tái)美國(guó)通用汽車公司生產(chǎn)的4缸2.0L A20DTH渦輪增壓直噴柴油機(jī)，用于排放樣品的生成。為了在該柴油機(jī)上實(shí)現(xiàn)部分預(yù)混合低溫燃燒策略，在其上裝配可變幾何結(jié)構(gòu)渦輪增壓器、可變渦流控制和高壓共軌燃油噴射。試驗(yàn)時(shí)，采用美國(guó)國(guó)家儀器公司開(kāi)發(fā)的完全可配置到發(fā)動(dòng)機(jī)上的控制單元來(lái)對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行控制，柴油選擇市售超低硫2號(hào)柴油。分別采用FT-IR分析方法和GC-MS分析方法對(duì)柴油機(jī)排放物UHC進(jìn)行分析。分析結(jié)果顯示：兩種分析方法確定出的UHC中C2H2、C2H4、C2H6、C2H4O的含量均在10%；C3H8只能通過(guò)FTIR分析方法確定，GC-MS分析方法不能識(shí)別；FT-IR分析方法需要對(duì)排放物進(jìn)行實(shí)時(shí)的采集。

Dereck Dasrath et al.SAE 2017-01-0992.

編譯：王祥