燃用生物柴油國(guó)Ⅴ公交車(chē)的顆粒排放與微觀形貌

胡志遠(yuǎn)，羅 軍，林驃騎，譚丕強(qiáng)，樓狄明，王 忠

（1.同濟(jì)大學(xué)汽車(chē)學(xué)院，上海 201804；2.江蘇大學(xué)汽車(chē)與交通工程學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江 212013）

機(jī)動(dòng)車(chē)排放的一次顆粒物和二次顆粒物占我國(guó)重點(diǎn)城市群大氣顆粒物的約30%［1］，是霧霾的重要成因之一［2］。柴油機(jī)尾氣顆粒排放數(shù)量比汽油機(jī)高30～100倍，占我國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)顆粒排放總量的93%以上［3］。因此，采取措施降低柴油車(chē)尾氣顆粒排放十分必要，也是目前的研究熱點(diǎn)。

我國(guó)柴油公交車(chē)保有量約為12.06萬(wàn)輛，占公交車(chē)總量的17.4%［4］。目前柴油公交車(chē)仍是中小城市的主要交通工具之一。受到城市路網(wǎng)密集和行駛要求的限制，公交車(chē)處于頻繁的制動(dòng)、加速、減速和怠速行駛工況［5］，相當(dāng)一部分時(shí)間是在低速大扭矩下行駛，從而排放大量的顆粒，是中小城市大氣顆粒的重要來(lái)源之一［6］。生物柴油是一種清潔、可持續(xù)的車(chē)用替代燃料，具有潤(rùn)滑性好、可再生性好、十六烷值高等特點(diǎn)［7］。公交車(chē)燃用生物柴油能有效降低尾氣顆粒排放［8］。然而，生物柴油與柴油燃燒排放的顆粒特性、微觀結(jié)構(gòu)、多環(huán)芳烴組成等存在差異［9］，因此研究燃用生物柴油公交車(chē)的尾氣顆粒排放特性及微觀形貌非常必要。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者以發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象，開(kāi)展了生物柴油對(duì)柴油機(jī)尾氣顆粒排放特性及微觀形貌的影響研究，分析了生物柴油對(duì)柴油機(jī)尾氣顆粒物質(zhì)量和顆粒數(shù)量［10-11］、粒徑分布［12］、顆粒微觀形貌［13］、分形維數(shù)以及氧化活性［14］的影響。結(jié)果表明：燃用生物柴油柴油機(jī)排放的顆粒質(zhì)量顯著降低［15］，粒徑較燃用柴油的更?。?6］，生物柴油尾氣顆粒團(tuán)聚程度更高，顆?；咎剂Ｗ佣逊e更為密集［17］；生物柴油摻混比的增加導(dǎo)致柴油機(jī)尾氣顆粒石墨化程度減弱、無(wú)定形結(jié)構(gòu)增加，從而氧化活性變強(qiáng)［18］。

以車(chē)輛為研究對(duì)象，開(kāi)展生物柴油對(duì)柴油車(chē)尾氣顆粒排放特性及微觀形貌影響研究，可更好地反映實(shí)際行駛過(guò)程中車(chē)輛的顆粒排放特性，因此受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。例如，樓狄明等分析了生物柴油公交車(chē)尾氣顆粒數(shù)量與粒徑分布特性［19］，胡志遠(yuǎn)等分析了生物柴油公交車(chē)尾氣顆粒碳質(zhì)組分［20］、可溶性有機(jī)物［21］特性，有關(guān)燃用生物柴油車(chē)輛尾氣顆粒的微觀形貌特征未見(jiàn)報(bào)道。

以一輛國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)為研究對(duì)象，在重型底盤(pán)測(cè)功機(jī)上運(yùn)行中國(guó)典型城市公交循環(huán)（CCBC），分析燃用柴油、體積比為20%的廢棄油脂制生物柴油-柴油混合燃料以及100%廢棄油脂制生物柴油公交車(chē)尾氣顆粒物質(zhì)量、顆粒數(shù)量、粒徑分布與顆粒微觀形貌特征，討論氧化溫度對(duì)車(chē)輛尾氣顆粒微觀形貌的影響，以綜合評(píng)價(jià)廢棄油脂制生物柴油對(duì)國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)尾氣顆粒排放特征、微觀形貌及氧化特性的影響。

1 試驗(yàn)方案

1.1 試驗(yàn)樣車(chē)與燃油

試驗(yàn)樣車(chē)為一輛滿足國(guó)Ⅴ排放標(biāo)準(zhǔn)的柴油公交車(chē)，安裝高壓共軌六缸增壓中冷柴油機(jī)，試驗(yàn)車(chē)輛主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。試驗(yàn)燃料為國(guó)Ⅴ柴油（B0）、按20%體積比混合的廢棄油脂制生物柴油-國(guó)Ⅴ柴油混合燃料（B20）、100%廢棄油脂制生物柴油（BD100）。B0、B20和BD100的主要理化指標(biāo)如表2所示。

表1 試驗(yàn)車(chē)輛主要技術(shù)參數(shù)Tab.1 Main technical parameters of test vehicle

表2 試驗(yàn)燃油理化指標(biāo)Tab.2 Main physical and chemical indexes of test fuel

1.2 試驗(yàn)裝置與方案

試驗(yàn)設(shè)備包括MAHA-AIP重型底盤(pán)測(cè)功機(jī)、Semtech-Ecostar車(chē)載尾氣分析儀、芬蘭Dekeati公司的細(xì)顆粒取樣稀釋系統(tǒng)FPS-4000、美國(guó)TSI公司的EEPS3090顆粒物粒徑譜儀、管式爐、美國(guó)FEI公司的場(chǎng)發(fā)射透射電子顯微鏡。試驗(yàn)裝置示意圖如圖1所示。

圖1 試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)示意圖Fig.1 Schematic diagram of experimental apparatus

試驗(yàn)時(shí)將公交車(chē)固定在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上，根據(jù)車(chē)輛最大總質(zhì)量的70%加載，通過(guò)滑行確定阻力系數(shù)，重復(fù)3次。試驗(yàn)循環(huán)為CCBC，循環(huán)運(yùn)行時(shí)間為1 314 s，行駛里程為5.89 km，平均時(shí)速為16.16 m·h-1。CCBC的發(fā)動(dòng)機(jī)工況以低速低轉(zhuǎn)矩為主，能夠較好地反映中國(guó)典型城市公交車(chē)的實(shí)際道路行駛工況［22］。試驗(yàn)時(shí)駕駛員根據(jù)司機(jī)助屏幕顯示的車(chē)速-時(shí)間曲線駕駛車(chē)輛，車(chē)輛速度誤差區(qū)間為該時(shí)刻目標(biāo)車(chē)速的±3 km·h-1，然后通過(guò)實(shí)際駕駛循環(huán)與理論循環(huán)的相關(guān)性系數(shù)（＞0.95）判斷試驗(yàn)的有效性。試驗(yàn)時(shí)利用Semtech-Ecostar車(chē)載尾氣分析儀測(cè)量顆粒物質(zhì)量與固態(tài)顆粒數(shù)量，同時(shí)利用FPS-4000射流稀釋器抽取部分尾氣，稀釋比8.21，稀釋溫度120℃。經(jīng)過(guò)FPS-4000射流稀釋器稀釋后的尾氣一部分進(jìn)入顆粒采集系統(tǒng)，采樣介質(zhì)為直徑47 mm的石英濾膜，另一部分進(jìn)入EEPS3090顆粒物粒徑譜儀分析顆粒數(shù)量和粒徑分布。將通過(guò)顆粒采集系統(tǒng)采集到的顆粒樣本送入管式爐，在特定溫度氧化后形成不同氧化程度的顆粒樣本。利用透射電子顯微鏡對(duì)不同氧化程度的顆粒樣本進(jìn)行微觀形貌分析。首先使用超聲振蕩法對(duì)樣本預(yù)處理，然后將含顆粒的無(wú)水乙醇滴至碳膜銅網(wǎng)，置于白熾燈下烘干，最后使用場(chǎng)發(fā)射透射電子顯微鏡觀察顆粒微觀形貌特征。

2 結(jié)果及分析

2.1 顆粒物質(zhì)量、顆粒數(shù)量及粒徑分布

燃用B0、B20和BD100國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)排放的尾氣顆粒物質(zhì)量、23～2 500 nm固態(tài)顆粒數(shù)量如表3所示。

由表3可見(jiàn)，燃用生物柴油國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)的尾氣顆粒物質(zhì)量和固態(tài)顆粒數(shù)量降低。隨著生物柴油混合比例的增加，尾氣顆粒物質(zhì)量、固態(tài)顆粒數(shù)量降低幅度增大。這是因?yàn)椋阂环矫嫔锊裼椭鹦暂^好的特點(diǎn)有利于燃油的缸內(nèi)燃燒，減少了燃油裂解的可能性；另一方面，由表2可知，生物柴油的O質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.64%，高于石化柴油的1.54%，對(duì)燃燒起到促進(jìn)作用［23］。

燃用B0、B20、BD100國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)的尾氣顆粒粒徑分布如圖2所示。由圖2可見(jiàn)，燃用B0、B20、BD100國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)在CCBC下尾氣顆粒排放數(shù)量呈雙峰分布形態(tài)，在10 nm和60 nm附近出現(xiàn)峰值，100 nm以下的超細(xì)顆粒占總顆粒數(shù)量的90%以上，該結(jié)果與趙杰等［24］得到的粒徑分布結(jié)果一致。與柴油比較，生物柴油可以顯著降低公交車(chē)尾氣顆粒中直徑大于60 nm的積聚態(tài)顆粒數(shù)量，但導(dǎo)致直徑小于23 nm的核膜態(tài)顆粒數(shù)量增加。B0、B20、BD100排放的尾氣顆粒中23 nm以下顆粒數(shù)量分別占總顆粒數(shù)量的35.49%、37.13%和48.69%。這是因?yàn)椋阂环矫嫔锊裼脱鹾扛撸档土烁變?nèi)燃燒出現(xiàn)局部缺氧區(qū)域的可能性，燃燒更完全；另一方面，生物柴油的硫元素含量更低，生成的顆粒中表面硫酸鹽含量更低，導(dǎo)致60 nm以上的聚積態(tài)顆粒排放數(shù)量減小，23 nm以下的顆粒排放數(shù)量增加。

圖2 燃用B0、B20和BD100國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)尾氣顆粒粒徑分布Fig.2 Size distribution of particles from ChinaⅤdiesel bus fueled with B0,B20 and BD100

2.2 顆粒典型微觀形態(tài)特征

圖3為燃用B0、B20和BD100國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)的尾氣顆粒典型微觀形貌特征。

由圖3可見(jiàn)，燃用BD100國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)尾氣顆粒典型微觀形貌與燃用B0的類(lèi)似，由多個(gè)準(zhǔn)球狀的基本碳粒子堆積而成，主要呈鏈狀（見(jiàn)圖3e）、枝狀（見(jiàn)圖3f）等形態(tài)，基本碳粒子排列與結(jié)合具有無(wú)規(guī)則與無(wú)序性［25］。B0燃燒排放的尾氣顆?；咎剂Ｗ哟蠖∈?，部分基本碳粒子之間出現(xiàn)重疊團(tuán)聚現(xiàn)象，重疊區(qū)域具有清晰的外殼邊界（見(jiàn)圖3a）；BD100燃燒排放的尾氣顆粒基本碳粒子團(tuán)聚程度更高，部分碳粒子之間出現(xiàn)明顯的黏連現(xiàn)象，缺乏明顯的邊界（見(jiàn)圖3e），與張宇等［17］通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)得到的研究結(jié)果基本一致；B20燃燒排放的尾氣顆?；咎剂Ｗ訄F(tuán)聚程度介于B0和BD100之間，基本碳粒子重疊區(qū)域的邊界大致清晰可見(jiàn)。

顆粒的分形維數(shù)可反映其幾何結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性以及顆粒團(tuán)聚體中基本碳粒子間疏密程度，分形維數(shù)越大，顆粒的結(jié)構(gòu)越緊密，組成顆粒的基本碳粒子之間重疊度越高［26］。根據(jù)Farias的研究，顆粒團(tuán)聚體分形維數(shù)Df的計(jì)算式如下所示［27］：

式中：kg為結(jié)構(gòu)系數(shù)；Rg為顆?；匦霃?；rp為基本碳粒子平均半徑；Df為分形維數(shù)；Np為顆粒中所含基本碳粒子數(shù)量。

利用得到的顆粒透射電子顯微鏡圖像，可提取顆粒回旋半徑Rg和基本碳粒子數(shù)量Np［28］，基本碳粒子平均半徑rp可通過(guò)圖像處理提取。燃用B0、B20和BD100國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)的尾氣顆粒分形維數(shù)如表4所示。

表4 燃用B0、B20和BD100國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)尾氣顆粒分形維數(shù)Tab.4 Fractal dimension of particles from ChinaⅤdiesel bus fueled with B0,B20 and BD100

由表4可見(jiàn)，隨著生物柴油混合比例的增加，顆粒分形維數(shù)增大，這表明燃用生物柴油生成的顆粒幾何結(jié)構(gòu)更加緊密，團(tuán)聚程度更高，與瞿磊等［29］得到的柴油機(jī)顆粒分形維數(shù)結(jié)論一致。這是因?yàn)?，生物柴油尾氣顆粒中含有較多的可溶性有機(jī)組分，對(duì)基本碳粒子及其他顆粒有黏連強(qiáng)化作用，顆粒團(tuán)聚體與基本碳粒子之間的結(jié)合更加緊密［30］。

2.3 基本碳粒子微觀形態(tài)特征

燃用B0、B20和BD100國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)的尾氣顆?；咎剂Ｗ游⒂^結(jié)構(gòu)如圖4所示。由圖4可見(jiàn)，燃用柴油和生物柴油國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)的尾氣顆粒由多環(huán)芳烴高溫氧化形成，基本碳粒子內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為相似，為典型的內(nèi)核和外殼結(jié)構(gòu)。內(nèi)核存在許多無(wú)定形長(zhǎng)度較短、曲率較大的微晶；外殼微晶長(zhǎng)度較大，類(lèi)似于石墨片層狀。內(nèi)核與外殼間的邊界由微晶曲向彈性應(yīng)變大于晶體自由能時(shí)產(chǎn)生［31］。燃用BD100國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)尾氣顆?；咎剂Ｗ悠骄綖?7.57 nm，小于燃用B20的29.08 nm和燃用B0的35.75 nm，與郝斌［32］的研究結(jié)果基本一致。這是因?yàn)?，生物柴油的十六烷值較高，滯燃期短，在相同工況下顆粒的后期氧化時(shí)間較長(zhǎng)，基本碳粒子平均粒徑減小。

圖4 燃用B0、B20和BD100國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)尾氣顆?；咎剂Ｗ游⒂^結(jié)構(gòu)Fig.4 Microstructure of basic carbon particles from ChinaⅤdiesel bus fueled with B0，B20 and BD100

圖5為國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)燃用B0、B20和BD100的尾氣顆粒基本碳粒子粒徑分布。

由圖5可見(jiàn)，燃用B0、B20和BD100國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)尾氣顆?；咎剂Ｗ又睆匠蕟畏宸植?，粒徑分布范圍為10～62 nm，14～42 nm的基本碳粒子占77%以上，與Lapuerta等［33］得到的柴油機(jī)尾氣顆?；咎剂Ｗ恿椒植冀Y(jié)果相似。隨著生物柴油混合比例的增加，基本碳粒子峰值粒徑向小粒徑移動(dòng)，與前文EEPS3090顆粒物粒徑譜儀得到的結(jié)果一致。

圖5 燃用B0、B20和BD100國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)尾氣顆?；咎剂Ｗ恿椒植糉ig.5 Size distribution of basic carbon particles from ChinaⅤdiesel bus fueled with B0,B20 and BD100

2.4 氧化對(duì)柴油公交車(chē)尾氣顆粒微觀特征的影響

柴油公交車(chē)顆粒氧化過(guò)程中，其分形維數(shù)、基本碳粒子結(jié)構(gòu)等特征發(fā)生變化。圖6為燃用B0、B20和BD100國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)尾氣顆粒氧化過(guò)程中的分形維數(shù)變化情況。由圖6可見(jiàn)，公交車(chē)燃用BD100的尾氣顆粒分形維數(shù)隨著氧化溫度的升高而增加，燃用B0的尾氣顆粒分形維數(shù)隨著氧化溫度的升高而降低，燃用B20的尾氣顆粒分形維數(shù)呈先增大后減小的變化趨勢(shì)。這是因?yàn)?，燃用柴油的尾氣顆?；咎剂Ｗ訛閱魏私Y(jié)構(gòu)，燃用生物柴油的尾氣顆粒基本碳粒子為多核結(jié)構(gòu)［25］。燃用B0的尾氣顆粒氧化過(guò)程多以外殼邊界碳層湮滅為主，重疊區(qū)域面積減少，團(tuán)聚程度下降，從而分形維數(shù)減??；燃用BD100的尾氣顆粒的氧化多以邊界碳層銜接處氧化為主，基本碳粒子出現(xiàn)一定程度的融合，團(tuán)聚程度增強(qiáng)，從而分形維數(shù)增加。燃用B20的尾氣顆粒，生物柴油的引入導(dǎo)致顆粒表面的揮發(fā)性有機(jī)物增加，顆粒間的黏附作用力加強(qiáng)，未氧化的顆粒分形維數(shù)相較于燃用B0的更高。隨著氧化溫度升高，氧化程度上升，揮發(fā)性有機(jī)物最先被氧化，導(dǎo)致顆粒的氧化主要以碳層銜接與黏連處的氧化形式為主，基本碳粒子之間出現(xiàn)融合趨勢(shì)，分形維數(shù)增大。當(dāng)氧化溫度繼續(xù)升高后，顆粒表面的揮發(fā)性有機(jī)物完全氧化，主要氧化形式轉(zhuǎn)變?yōu)榛咎剂Ｗ油鈿み吔缣紝拥匿螠?，基本碳粒子的團(tuán)聚程度減少，顆粒之間黏連程度減少，從而表現(xiàn)為分形維數(shù)減小。

圖6 不同氧化溫度下燃用B0、B20和BD100國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)尾氣顆粒分形維數(shù)Fig.6 Fractal dimension of particls from ChinaⅤdiesel bus fueled with B0,B20 and BD100 at different oxidation temperatures

在氧化過(guò)程中顆粒的結(jié)構(gòu)變化主要是由基本碳粒子的碰撞凝結(jié)、表面生長(zhǎng)以及氧化湮滅共同作用的［34］。分析顆粒基本碳粒子不同氧化程度的結(jié)構(gòu)變化可反映燃用不同油品國(guó)Ⅴ柴油車(chē)尾氣顆粒的演變歷程。燃用B0、B20和BD100國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)尾氣顆粒氧化過(guò)程中基本碳粒子微觀形貌如圖7所示。

由圖7可見(jiàn)，燃用B0、B20和BD100國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)尾氣顆?；咎剂Ｗ游⒂^結(jié)構(gòu)差別不大。燃用柴油的尾氣顆?；咎剂Ｗ又饕薀o(wú)定形結(jié)構(gòu)，燃用生物柴油的尾氣顆?；咎剂Ｗ映实湫蛢?nèi)核外殼結(jié)構(gòu)的比例相對(duì)較高，更傾向于產(chǎn)生規(guī)則的圓球狀基本碳粒子。這可能是因?yàn)槿加蒙锊裼偷奈矚忸w粒包含更高比例的可溶性有機(jī)組分，強(qiáng)化了與其他微粒和基本碳粒子之間的黏結(jié)作用，再逐漸形成三維的球狀粒子。

綜合圖7和圖4可見(jiàn)，在燃用B0、B20和BD100國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)尾氣顆?；咎剂Ｗ友趸^(guò)程中，3種燃料形成的顆粒從發(fā)動(dòng)機(jī)排出后再次處于高溫環(huán)境時(shí)，顆粒的表面迅速成長(zhǎng)并將其他碳粒子包裹于內(nèi)部，仍保持著內(nèi)部含有漩渦狀的多核結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖7i、j、k）。隨著氧化溫度的升高，顆?；咎剂Ｗ拥难趸潭壬仙噍^于圖4中未氧化的基本碳粒子形貌，3種燃料形成的顆?；咎剂Ｗ友趸蟮男蚊泊嬖陲@著差異。燃用B0的尾氣顆粒在氧化過(guò)程中形成了長(zhǎng)而平直的石墨化碳層結(jié)構(gòu)，主要分布于碳粒子邊界（見(jiàn)圖7j），Wal等［35］的試驗(yàn)表明，顆粒氧化過(guò)程中一旦呈現(xiàn)了石墨化結(jié)構(gòu)，其基本碳粒子微觀結(jié)構(gòu)就難以進(jìn)一步發(fā)生改變，顆粒在后期氧化過(guò)程中變化不大；燃用B20的尾氣顆粒氧化后的團(tuán)聚程度有所上升（見(jiàn)圖7e），而且出現(xiàn)了比較明顯的碳粒子融合趨勢(shì)（見(jiàn)圖7k）；燃用BD100的尾氣顆粒在中等氧化程度時(shí)（300℃、400℃）表現(xiàn)出顯著的基本碳粒子融合現(xiàn)象（見(jiàn)圖7i），在氧化末期出現(xiàn)了大粒徑的基本碳粒子（見(jiàn)圖7l），這是基本碳粒子融合后的結(jié)果。

圖7 不同氧化溫度下燃用B0、B20和BD100國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)尾氣顆?；咎剂Ｗ游⒂^結(jié)構(gòu)Fig.7 Microstructure of basic carbon particles from ChinaⅤdiesel bus fueled with B0,B20 and BD100 at different oxidation temperatures

燃用B0、B20和BD100國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)尾氣顆?；咎剂Ｗ硬煌趸瘻囟认碌钠骄饺鐖D8所示。由圖8可見(jiàn)，與顆粒分形維數(shù)及微觀形貌的變化趨勢(shì)類(lèi)似，隨著氧化的進(jìn)行，柴油尾氣顆?；咎剂Ｗ悠骄綔p小，燃用BD100的尾氣顆?；咎剂Ｗ悠骄皆龃?，燃用B20的尾氣顆粒基本碳粒子平均粒徑呈先增大后減小的變化趨勢(shì)。這是因?yàn)?，隨著氧化溫度的升高，燃用B0的尾氣顆?；咎剂Ｗ娱_(kāi)始氧化，外部碳層逐漸湮滅，甚至出現(xiàn)了較難氧化的石墨化碳層結(jié)構(gòu)，并且基本碳粒子的分散分布不利于碰撞融合，氧化過(guò)程中基本碳粒子粒徑減?。蝗加肂D100的尾氣顆粒首先從碳層銜接處開(kāi)始氧化，氧化過(guò)程中基本碳粒子碰撞結(jié)合，導(dǎo)致基本碳粒子粒徑增大；隨著氧化過(guò)程的進(jìn)行，燃用B20的尾氣顆?；咎剂Ｗ訌呐鲎踩诤现饾u過(guò)渡到外部碳層的湮滅，基本碳粒子粒徑先增大后減小。

圖8 不同氧化溫度下燃用B0、B20和BD100國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)尾氣顆?；咎剂Ｗ悠骄紽ig.8 Average size of basic carbon particles from ChinaⅤdiesel bus fueled with B0,B20 and BD100 at different oxidation temperatures

3 結(jié)論

（1）隨著生物柴油混合比例增加，國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)排放的尾氣顆粒中核膜態(tài)顆粒數(shù)量增大，積聚態(tài)顆粒數(shù)量減少，顆粒物質(zhì)量及固態(tài)顆粒排放數(shù)量降低。

（2）燃用生物柴油國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)尾氣顆粒典型微觀結(jié)構(gòu)與燃用柴油的類(lèi)似，由多個(gè)準(zhǔn)球狀的基本碳粒子組成，主要為鏈狀、枝狀等不規(guī)則結(jié)構(gòu)；燃用生物柴油的尾氣顆粒更傾向于產(chǎn)生規(guī)則的圓球狀基本碳粒子，基本碳粒子平均粒徑較小，分形維數(shù)較大，顆粒幾何結(jié)構(gòu)更緊密。

（3）燃用B0國(guó)Ⅴ柴油公交車(chē)尾氣顆粒的氧化主要以外殼邊界碳層湮滅為主，燃用BD100的尾氣顆粒的氧化主要以銜接處碳層氧化為主。隨著氧化溫度升高，燃用B0的尾氣顆粒分形維數(shù)和基本碳粒子平均粒徑降低；燃用BD100的尾氣顆粒分形維數(shù)和基本碳粒子平均粒徑增大；燃用B20的尾氣顆粒分形維數(shù)和基本碳粒子隨氧化溫度的升高呈先增大后減小的變化趨勢(shì)。

作者貢獻(xiàn)說(shuō)明：

胡志遠(yuǎn)：制定研究方案，指導(dǎo)試驗(yàn)人員開(kāi)展試驗(yàn)。

羅 軍：試驗(yàn)操作，試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。

林驃騎：試驗(yàn)操作。

譚丕強(qiáng)：論文修改。

樓狄明：論文修改。

王 忠：論文修改。