添加苯胺对缸内直喷甲醇发动机颗粒物排放的影响

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1、———————————————————————————————添加苯胺对缸内直喷甲醇发动机颗粒物排放的影响———————————————————————————————EffectofAnilineAdditiveonParticulateEmissionfromaDirectInjectionMethanolEngine作者姓名：陈天翔专业名称：动力工程及工程热物理指导教师：宫长明教授学位类别：工学硕士答辩日期：2015年6月4日摘要添加苯胺对缸内直喷甲醇发动机颗粒物排放的影响面对紧张的能源形势，甲醇凭借自身的优势使其在众多

2、的代用燃料中脱颖而出，成为最有希望的汽车带有燃料之一。甲醇具有含氧的分子结构，因此具有更好的燃料的经济性与排放性。除此之外，在我国，生产甲醇的原料来源广泛，储备丰富，生产工艺成熟，因此，也是可以大规模应用的替代燃料。排气微粒给我们的生活环境与身体健康造成了巨大的危害，已经被人们所重视。随着对发动机排气微粒的研究的进一步的深入，相关部门也出台了更严格的法规来控制发动机排气微粒。因此，对发动机微粒排放的研究，是具有实际意义的。本文通过试验的方式，在稳定工况下研究缸内直喷甲醇发动机颗粒物排放特性，并且通过添加不同的苯胺比例来研究苯胺

3、对甲醇发动机颗粒物排放的影响规律，得出以下结论：过量空气系数为0.9时微粒总的数量浓度较大，主要以核态微粒为主，随着过量空气系数的增加，微粒总的数量浓度下降，积聚态微粒略微上升，缸内压力未发生明显变化，放热率峰值有所降低，出现时刻滞后。随着点火时刻的提前，微粒的总的数量浓度上升，积聚态微粒与核态微粒数量浓度均有所增加。微粒的表面积浓度曲线，质量浓度曲线和体积浓度曲线呈现出积聚态单峰的曲线分布，峰值粒径约在200nm左右。随着喷油提前角的减小，微粒总的数量浓度呈现下降的趋势，积聚态粒子的数量浓度略有下降。在喷油时刻为325°CA

4、BTDC时缸内压力最大，放热率曲线呈现减小的趋势。随着转速的增加，微粒的总的数量浓度呈现出先下降后升高的趋势，缸内压力峰值并没有规律性的变化，放热率趋势与缸压相似。在相同工况下，使用汽油和甲醇两种燃料进行试验研究，对比可看出，燃用甲醇时所产生的核态微粒的数量浓度与微粒总的数量浓度均远远低于燃用汽油时的微粒排放。汽油排气微粒中，核态微粒数量浓度相对较高，随着微粒粒径的增大，微粒的数量浓度呈下降趋势。甲醇排气微粒数量浓度比较平稳，表面积浓度与质量浓度有相似的趋势。本研究选择的燃料添加剂为苯胺，与甲醇掺混，按照体积分数配比成0%、0

5、.5%、I0.75%和1%四种苯胺比例。分别在不同过量空气系数、点火时刻、喷油时刻和发动机转速的工况下进行对比分析，通过试验研究可以看出，甲醇中添加苯胺之后，与纯甲醇燃料相比较，微粒总的数量浓度有所下降，核态微粒数量浓度也有所下降，但是处于积聚态的微粒数量浓度有所上升。随着苯胺比例的增加，微粒数量浓度的下降趋势并没有呈现规律性的变化，通过改变过量空气系数、点火时刻、喷油时刻和发动机转速等参数，微粒数量浓度的变化趋势也并未发生变化。因此添加苯胺有降低微粒总数量浓度的作用，在苯胺比例为0.5%时，降低效果较好。关键词：缸内直喷，甲

6、醇发动机，苯胺，微粒排放，粒度分布IIABSTRACTEffectofAnilineAdditiveonParticulateEmissionfromaDirectInjectionMethanolEngineFacedwithintenseenergysituation,methanolwiththeirownadvantagesstandsoutamongthemanyalternativefuels,hasbecomingoneofthemostpromisingcarfuel.Methanolhasanoxygen-c

7、ontainingmolecularstructure,whichhasbettereconomyandemissionsfuels.Inaddition,inChina,thereareabundantrawmaterialsandmatureproductiontechnologytoproducemethanol.Therefore,methanolisseenastheimportantalternativefuels.Exhaustparticulatescausedgreatharmtoourlivingenvir

8、onmentandhealth,whichhasbeenvaluedbyhuman.Withfurtherresearchonengineexhaustparticles,relevantdepartmentshavealsointroducedmorestringentre