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1、成都，2007年8月中国内燃机学会燃烧净化节能分会2007年学术年会论文集直喷柴油机含氧燃料微粒排放的试验研究刘炜王嘉松乔信起王真肖进黄震(上海交通大学燃烧与环境技术中心,上海200030)摘要：在直喷柴油机上研究了含氧混合燃料排气细颗粒(10～487nm)的质量浓度、数浓度和粒径分布特征。测试工况下，含氧燃料的添加显著减少了柴油排气的颗粒质量浓度。相对于纯柴油，含氧混合燃料排气中的核模态粒子更多，而积聚模态的粒子数量明显减少。含氧混合燃料排气超细颗粒的粒径明显比纯柴油排气颗粒的粒径小18％～50％。在中小负荷，含氧燃料的添加增多了柴油排气中颗粒物总数量；大负荷时，混合燃料排气中
2、颗粒总数量减少了10％～50％。关键词：直喷柴油机；含氧燃料；数浓度；粒径分布大气中的悬浮颗粒物按照粒径通常被表1试验用发动机的技术参数划分为核模态（Dp<0.05um）、积聚模（0.05um2um）。其中超细颗粒浓度和机动车(尤其是柴油车)型号DF2135流量有显著相关性,上面附着大量有毒痕量元素(如As,Se,Pb,Cr等)和有机污染缸径×行程/(mm×mm)135×140[1]物(如多环芳烃PAHs、二恶英PCDDPFs)等,压缩比16.5也更容易深入到人体呼吸系统，严重
3、危害人[2]标定转速/（r/min）1500体健康。因此近年来发达国家相继开展[3～5]了柴油机排放超细颗粒的研究，国内则标定功率/KW29.4[6－8]刚刚起步。由于影响柴油机排放颗粒数喷嘴开启压力/MPa19浓度和粒径分布的因素非常复杂，排放法规也没有这方面的限制，因此其超细颗粒排放。喷油提前角/（CABTDC）26控制方面的研究正处于起步阶段。其中含氧燃烧室形状开口ω型燃料由于能够显著减少柴油机排放炭烟的[9，10][11质量浓度得到了一些国外学者的研究试验用含氧燃料是由碳酸二甲酯－13]。本文采用TSI公司生产的3034型扫描迁（DMC）和甲缩醛（DMM）掺混到普通柴油移
4、颗粒粒径分析仪,通过应用自行设计的单中形成。其中DMC和DMM都是按质量比例级颗粒稀释采样系统,首次在国产两缸直喷10％和20％掺入，分别记做DMC10，DMC20柴油机上研究了两种含氧燃料（DMC和DMM）和DMM10，DMM20。添加到普通柴油中形成的含氧混合燃料的1.2颗粒物分析仪器（SMPS）及稀释通道排气细颗粒数浓度和粒径分布。分析仪器采用TSI公司的3034型扫描1.试验装置与方法迁移颗粒粒径分析仪(SMPS),进气流量为11.1试验发动机与燃料L/min,颗粒测量范围为10～487nm,共分试验用发动机为DF2135型二缸、四冲54个粒径分级,每3min完成整个粒径
5、范围的27一个扫描,测试颗粒浓度为(10～10)个/程、自然吸气式直喷柴油机。发动机具体3cm。参数如表1所示。作者简介：刘炜（1978－)，男，博士研究生；研究方向：机动车超细颗粒排放污染研究E-mail:LW7413@sjtu.edu.cn合气形成不均匀，部分燃料的不完全燃烧以及在高温下的燃料裂解所造成的。特别是在高速大负荷下，混合气形成时间短，油气成分不均匀，容易形成过浓燃料区，加上燃烧时间短，容易产生大量碳烟颗粒。而对于含氧混合燃料，由于DMC和DMM沸点都很低，容易快速气化，促进均匀混合气的形成，另外由于“自含氧”，能够有效地改善浓混合区的燃烧效果，因此含氧图1颗粒采用
6、系统混合燃料的颗粒质量浓度明显下降。Fig.1ThedilutionandsamplingsystemTotalmassconcentration本文采用自行研制的颗粒稀释采样系1.40E+07统如图1所示,在我们先前的工作中有详细柴油[6]1.20E+07DMC10的介绍。部分柴油机排气经引入管被引DMC201.00E+07入到稀释通道中,与经过过滤的稀释空气稀DMM108.00E+06DMM20释混合后被引入SMPS进行测试,为防止气态6.00E+06前驱物在管壁上的凝结,引入管要尽可能的4.00E+06短，并使用了加热装置,使引入管内气流温2.00E+06massconce
7、ntration(μg/cm3)度保持在300℃以上。稀释比例的确定是通0.00E+00怠速25%50%75%100%过相同工况下同时测试排气管和稀释后的混合气中的CO2的浓度而得到的,试验中图2细颗粒的质量浓度稀释比为85±5。下文得到颗粒数浓度均为Fig2.themassconcentrationof减掉通道内背景颗粒后的结果。ultrafineparticle1.3测试工况本文主要考察了中间转速1000r/min2．2含氧燃料排放细颗粒数量分布下,负荷为怠速、25％、50％
