乙醇汽油发动机非常规排放特性的试验研究

发布时间：2019-09-06 10:50

【摘要】：通过掺醇汽油发动机台架试验,对不同工况下非常规排放的浓度及三元催化器对非常规排放物的转化率进行了研究。研究结果表明:发动机燃用乙醇汽油作为燃料,主要的非常规排放包括芳香族碳氢、戊烷、乙烯、乙醛、甲醛及未燃乙醇。随着燃料中乙醇比例的增加,芳香烃和戊烷排放量明显降低,未燃乙醇排放显著上升,醛类的排放升高,乙烯排放变化不大;常规三效催化器对芳香烃、甲醛、乙醛和未燃乙醇都有较好的转化效果,但是对戊烷和乙烯的转化率较低,仅为60%左右。
【图文】：

三元催化器,乙醇,醛类

内燃机工程２０１６年第５期图１０醛类的外特性排放系密切。燃料燃烧时，乙醇氧化生成醛类，醛类氧化消耗，碳氢氧化生成醛类，醛类再次氧化消耗，以上几个过程相互影响，相互作用，导致最终的醛类排放没有很强的规律性。常规三效催化器对醛类排放的转化效果十分显著。如图１１和图１２所示，２０００ｒ／ｍｉｎ时对于不同当量比和不同乙醇比例的燃料，催化器对甲醛排放的转化率都在９０％以上，转化后甲醛浓度低于５×１０－６。催化器对乙醛的转化率都在８０％以上，转化后其浓度低于１０×１０－６。２．３未燃乙醇排放特性研究［１２］表明：汽油燃烧可以产生乙醇，然而在本次试验中，，当发动机燃用纯汽油燃料时检测到乙醇排放基本为零。由此可以认为，排放中的乙醇主要来自于燃料中的未燃乙醇。如图１３所示，在外特性工况下，乙醇排放随掺醇比例的升高而显著增加，Ｅ７０燃料的未燃乙醇排放约为Ｅ１０燃料的８．５倍。图１４为发动机燃用Ｅ５０燃料时，发动机转速及负荷对未燃乙醇排放的影响。从图１４可以看出，随着发动机转速的上升，缸内温度升高，乙醇被氧化的速率加快，所以乙醇排放随转速的增加而降低。在同一转速下，随着负荷的图１１三元催化器对醛排放的转化效果图１２三元催化器对乙醛排放的转化效果（２０００ｒ／ｍｉｎ）·１８·

三元催化器,乙醛,乙醇,醛类

内燃机工程２０１６年第５期图１０醛类的外特性排放系密切。燃料燃烧时，乙醇氧化生成醛类，醛类氧化消耗，碳氢氧化生成醛类，醛类再次氧化消耗，以上几个过程相互影响，相互作用，导致最终的醛类排放没有很强的规律性。常规三效催化器对醛类排放的转化效果十分显著。如图１１和图１２所示，２０００ｒ／ｍｉｎ时对于不同当量比和不同乙醇比例的燃料，催化器对甲醛排放的转化率都在９０％以上，转化后甲醛浓度低于５×１０－６。催化器对乙醛的转化率都在８０％以上，转化后其浓度低于１０×１０－６。２．３未燃乙醇排放特性研究［１２］表明：汽油燃烧可以产生乙醇，然而在本次试验中，当发动机燃用纯汽油燃料时检测到乙醇排放基本为零。由此可以认为，排放中的乙醇主要来自于燃料中的未燃乙醇。如图１３所示，在外特性工况下，乙醇排放随掺醇比例的升高而显著增加，Ｅ７０燃料的未燃乙醇排放约为Ｅ１０燃料的８．５倍。图１４为发动机燃用Ｅ５０燃料时，发动机转速及负荷对未燃乙醇排放的影响。从图１４可以看出，随着发动机转速的上升，缸内温度升高，乙醇被氧化的速率加快，所以乙醇排放随转速的增加而降低。在同一转速下，随着负荷的图１１三元催化器对醛排放的转化效果图１２三元催化器对乙醛排放的转化效果（２０００ｒ／ｍｉｎ）·１８·
【作者单位】：浙江大学动力机械与车辆工程研究所;
【基金】：国家青年科学基金资助项目(51106136)
【分类号】：TK411.5

【参考文献】