柴油机微粒排放机理及控制研究【开题报告】

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1、毕业论文开题报告轮机工程柴油机微粒排放机理及控制研究一、选题的背景与意义柴油机具有低油耗、高热效率、低排放等特点，有着良好的经济性和可靠性。我国柴油机的普遍水平还很低，除广泛应用于船舶动力外，还逐渐成为车用动力的首选。柴油机排放的废气中的有害成分主要有：CO，NOx，HC，SO2，PM（主要是碳烟，还包括油雾、金属颗粒）等。与同功率的汽油机相比，柴油机的HC和CO排放量比汽油机少的多，NOx排放量几乎差不多，只是柴油机废气中的PM含量多一些。柴油机的排放按其物理形态可分为气态排放物和微粒（PM）排放物两大类，其中“微粒”指除纯水以外单个颗粒直径大于0.02μm的任何固态或液

2、态微颗粒或亚微颗粒。PM中直径为0.1~0.5μm的微粒对人体危害最大，而柴油机排放颗粒分布峰值通常在0.1μm左右。且柴油机的微粒排放量比汽油机的排放高出约30~50倍。因此对柴油机微粒排放控制进行研究具有实际意义。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题：1．明确微粒排放物组成及生成机理及微粒生成的影响因素。影响微粒的因素主要分为两大类：燃油品质和结构因素PM除了燃油燃烧生成外，机油产生的PM也占相当部分。PM可分为可溶性有机物（SOF）和不可溶有机物（IOF）两部分，两者所占的比例大约为39%和61%。燃料在燃烧室内燃烧时，由于燃烧不均匀，一部分燃料不完全燃烧，在高温下分

3、解或氧化裂解形成碳烟核心，碳烟核心经历表面增加和凝集两个过程，形成基本碳烟粒子，基本碳烟再以聚集的方式形成链状结构，链状结构的表面积非常大，具有类似活性碳的作用，能够吸附来自燃油和机油中的未燃碳氢物质。这些物质的主要成因是：燃烧室内火焰熄灭；在缸壁处火焰熄灭液态燃料直接与冷缸壁接触；燃料和机油的泄漏等。短链的碳氢化合物由于沸点低而以气态的形式排出，由C14—C40构成的长链高分子碳氢化合物具有较高的沸点，在排气管中冷却，凝结形成液体，这些液体中的大部分被具有较大表面积的碳粒吸附。2．PM排放控制的各种技术原理、2.1.微粒捕集器2.1.1对于合适的材料选择和合理的结构进行研

4、究2.1.2微粒捕集器的再生2.1.3微粒捕集器与发动机的匹配2.1.4微粒捕集器的模型研究2.2氧化催化器2.2.1氧化催化器的工作原理（主要是催化剂降低废气中碳氢化合物、一氧化碳和微粒中的可溶有机组分的化学反应活化能，使这些物质能与废气中的氧气在较低的温度下发生氧化反应）2.2.2氧化催化器的结构2.2.3氧化催化器的影响效果及因素（发动机的运行工况、发动机的特性、排气温度、废气流速等）三、研究的方法与技术路线：1.查找国内外相关文献资料，了解国内外在柴油机PM排放及控制的相关技术2.对微粒排放的影响因素和机内控制进行研究3.对微粒排放的机外控制进行研究4.比较各种方法

5、的优缺点，提出个人观点，从而讨论出对PM排放控制有效的方法。三、计划进度：2009.12.10——2011.01.20收集相关论文资料、查阅文献、研读有关研究成果报告2011.01.20——2011.03.15对比分析各种柴油机微粒排放控制技术的原理、方法、优缺点（存在问题）、适用机型2011.03.15——2011.03.25撰写论文初稿2011.03.25——2011.04.05修改论文，准备答辩四、主要参考文献：[1].姚春德，程传辉，张镇顺，黄钰，柴油/甲醇组合燃烧发动机的微粒排放特性[J]，内燃机学报，2008年4期[2].宫宝利，王志伟，蒋习军，王坤，杜宝成，采

6、样方式队柴油机微粒排放测量的影响分析[J]，试验测验2007年11月19日[3].何国本，胡顺堂，李桐，柴油机的微粒排放和处理措施[J]，车用发动机2002年10月[4].贺宇张春润柴油机微粒排放净化技术[J]，柴油机[5].邱卓丹张洪涛，柴油机微粒排放后处理技术的研究现状及发展趋势[J]，小型柴油机与摩托车2005年2月[6].宋波，宁智柴油机微粒排放技术深讨[J]，内燃机2002第2期[7].邓元望，朱梅林，向东柴油机微粒排放控制方法评述[J]，柴油机2006年第5期[8].蒋海良船用柴油机排气微粒控制方法的研究[J]，浙江交通职业技术学校学报2003年9月[9].孙平

7、船用柴油机使用如花燃油的NOx和微粒排放研究[J]，内燃机学报2001年第6期[10].陈龙发动机微粒排放物测试方法分析[J]，2007年8月[11].裴毅强，董素荣，宋崇林，魏国东，杨铁皂，郭镇鹏现代柴油机排放微粒生成历程及理化特性[J]，天津大学学报2006年6月[12].M.MattiMaricqChemicalcharacterizationofparticulateemissionformdieselengines:AreviewScienceDirectAugust2007[13].K.S.Martii