缸内直喷汽油发动机排放颗粒物的研究

发布时间：2017-09-30 20:43

  本文关键词：缸内直喷汽油发动机排放颗粒物的研究

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【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;10%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
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK411.5
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-11
• 第一章 绪论11-19
• 1.1 引言11-12
• 1.2 机动车排放颗粒物形成机理及特性12-14
• 1.3 缸内直喷汽油机排放颗粒物的研究现状14-15
• 1.4 颗粒物的研究方法简介15-17
• 1.4.1 颗粒物的粒径分布15-16
• 1.4.2 颗粒物的有机成分16
• 1.4.3 颗粒物的热重分析16-17
• 1.4.4 颗粒物的微观形貌17
• 1.5 本文研究意义与内容17-19
• 第二章 实验仪器及方法19-29
• 2.1 实验测试系统19-23
• 2.1.1 发动机实验台架系统19-21
• 2.1.2 稀释通道的设计21-23
• 2.1.3 颗粒采样器和采样滤膜23
• 2.2 实验燃料特性及试验工况选择23-24
• 2.2.1 实验燃料的选择23-24
• 2.2.2 试验工况的选择24
• 2.3 颗粒物粒径分析方法24-26
• 2.4 颗粒物微观形貌分析方法26
• 2.5 颗粒物有机成分分析方法26-27
• 2.6 颗粒物热重分析方法27-28
• 2.7 本章小结28-29
• 第三章 GDI发动机的颗粒物排放特性29-54
• 3.1 基础汽油燃料GDI汽油机排气的颗粒物粒径分布29-40
• 3.1.1 怠速工况颗粒物粒径分布29-30
• 3.1.2 负荷特性工况下排气颗粒物粒径分布30-32
• 3.1.3 速度特性工况下排气颗粒物粒径分布32-35
• 3.1.4 去除颗粒物挥发性有机成分对排气颗粒物粒径分布影响35-40
• 3.2 基础汽油燃料 GDI 发动机排气的颗粒物的微观形貌分析40-42
• 3.3 基础汽油燃料 GDI 发动机排气的颗粒物的氧化活性分析42-47
• 3.4 基础汽油燃料 GDI 发动机排气的颗粒物的 PAHs 成分分析47-52
• 3.5 本章小结52-54
• 第四章 甲苯汽油对 GDI 发动机排气颗粒物排放特性的影响54-76
• 4.1 甲苯对 GDI 发动机的颗粒物数量及粒径分布的影响54-62
• 4.2 甲苯对 GDI 发动机排气的颗粒物的微观形貌影响分析62-65
• 4.3 甲苯对 GDI 发动机排气的颗粒物的氧化活性影响分析65-69
• 4.4 甲苯对 GDI 发动机排气的颗粒物的 PHAs 成分影响分析69-74
• 4.5 本章小结74-76
• 第五章 乙醇汽油对GDI发动机排气颗粒物的影响研究76-99
• 5.1 乙醇对 GDI 发动机的颗粒物数量及粒径分布的影响76-83
• 5.2 乙醇对 GDI 发动机排气的颗粒物的微观形貌影响分析83-86
• 5.3 乙醇对 GDI 发动机排气的颗粒物的氧化活性影响分析86-92
• 5.4 乙醇对 GDI 发动机排气的颗粒物的 PHAs 成分影响分析92-98
• 5.5 本章小结98-99
• 第六章 全文总结与工作展望99-102
• 6.1 全文总结99-101
• 6.2 工作展望101-102
• 参考文献102-106
• 致谢106-107
• 攻读硕士学位的学术成果107-109

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本文编号：950319