缸内直喷汽油发动机排放颗粒物的研究

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1、上海交通大学硕士学位论文缸内直喷汽油发动机排放颗粒物的研究硕士研究生：夏晨学号：1120209237导师：谢晓敏副教授申请学位：工学硕士学科：动力工程及工程热物理所在单位：机械与动力工程学院答辩日期：2015年2月授予学位单位：上海交通大学DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterStudyofparticleemissionsfromGDIengineCandidate：XiaChenStudentID:1120209

2、237Supervisor：Asso.Prof.XieXiaoMinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringPowerengineeringandSpeciality：EngineeringThermophysicsAffiliation：SchoolofMechanicalEngineeringDateofDefence：February,2015Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity上海交通

3、大学硕士学位论文缸内直喷汽油发动机排放颗粒物的研究摘要本文从燃油组分角度入手，研究了缸内直喷汽油发动机的颗粒物排放特性，及多环芳香烃添加剂甲苯、含氧添加剂乙醇对缸内直喷发动机的颗粒物的影响：1、GDI发动机排气颗粒物数量浓度分布在怠速工况呈核模态单峰分布；总颗粒物数量浓度随负荷的增大呈现先增大后减小，在经济转速区的总颗粒物数量浓度较小。去除挥发性有机成分后颗粒物数量浓度减少，颗粒物数量浓度分布并未改变；GDI发动机的基本碳颗粒有清晰碳层外壳，平均粒径随负荷的增大而减少，随转速的增加而增大；GDI发动机的颗粒物的氧化

4、活性随负荷的增大而减小；在颗粒物中的总PAHs成分随负荷的增加而显著增加，其中中低分子量的PAHs增加量贡献较大。2、10%甲苯添加剂会改变原有GDI发动机的颗粒物总数量浓度在负荷特性下及速度特性下的变化趋势，使GDI发动机的颗粒物总数量浓度随负荷和转速的升高而均增加；在发动机高负荷及高转速下，GDI发动机的颗粒物总数量浓度增加较多，而且使原有GDI发动机的颗粒物的基本碳颗粒团聚的更为紧密，基本碳颗粒平均粒径随着转速的提I摘要升均呈现减小趋势。在中低负荷下，10%甲苯添加剂可以提高GDI发动机的颗粒物的氧化活性；1

5、0%甲苯添加剂可以大幅提升GDI发动机的颗粒物中的PAHs总质量浓度。3、10%乙醇添加剂会改变原有GDI发动机的颗粒物总数量浓度在负荷特性下及转速特性下的变化趋势，使颗粒物总数量浓度随负荷和转速的升高而均增加，但在中等负荷工况可有效降低原有GDI发动机的颗粒物总数量浓度。10%乙醇添加剂会使原GDI发动机的颗粒物的基本碳颗粒内核结构疏松，粒径尺寸变化范围加大。在所有工况下，可提高颗粒物的氧化活性，并对颗粒物中的PAHs生成影响较大。关键词：缸内直喷汽油发动机、乙醇、甲苯、排放、颗粒物II上海交通大学硕士学位论文S

6、tudyofparticleemissionsfromGDIengineAbstractFromtheperspectiveoffuelquality,thepaperstudiedtheeffectofparticlesofGDIengine,whichengineusegaslinefuel,tolueneadditiveofpolycyclicaromaticfuelandethanoladditiveofoxygenatedfuel.1、Intheidlecondition,particlenumberco

7、ncentrationdistributionofGDIengineisKernelmodeunimodaldistribution.Inothercondition,thenumberconcentrationoftotalparticlesincreasedfirstandthendecreasedwhiletheloadincreased,andthenumberconcentrationoftotalparticlesbecamesmallestwhiletheenginespeediseconomicsp

8、eed.Theremovalofvolatileorganiccompoundsonlycandecreasethenumberconcentrationofparticlesanditcannotchangetheparticlenumberconcentrationdistribution.TheprimarycarbonparticlesofGDIen