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1、第3期2015年6月內(nèi)燃機(jī)InternalCombustionEnginesNo．3Jun．2015空燃比對(duì)柴油機(jī)顆粒物排放特性的影響杜宏飛，李佳星，劉江睢，虞瀏，白晨盱，竇慧莉(中國(guó)第一汽車股份有限公司技術(shù)中心，吉林長(zhǎng)春130011)摘要：在一臺(tái)單缸柴油機(jī)上利用TSI3090EEPS(發(fā)動(dòng)機(jī)排氣粒徑分析儀)測(cè)量不同空燃比下柴油機(jī)尾氣顆粒物粒徑分布。結(jié)果表明：隨著空燃比的降低，顆粒物數(shù)量濃度、質(zhì)量濃度、表面積濃度和體積濃度隨之增大，粒徑分布向大直徑粒子方向偏移，核態(tài)粒子減少，積聚態(tài)粒子增加。關(guān)鍵詞：柴油機(jī)；顆粒物；數(shù)量濃度；質(zhì)量濃
2、度；粒徑分布中圖分類號(hào)：TK421文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000—6494(2015)03—0049—04EffectofAirFuelRatioonDieselEngineExhaustParticlePropertiesDUHongfei，LIJiaxing，LIUJiangwei，YULiu，BAIChenxu，DOUHuili(R&DCenter，ChinaFAWCo．，Ltd．，Changehun130011，China)Abstract：Exhaustparticlesizedistributionsweremeas
3、uredusingTSI3090EEPSonasinglecylinderdieselengineunderdifferentairfuelratios．Theresultsindicatethatthenumberconcentration，massconcentration，surfaceareaconcentration，volumeconcentrationdistributionincreasewiththedecreaseofairfuelratio．Sizedistributionmovestothebiggerdi
4、ameterdirection．Thenucleimodeparticlehasaslightdecrease．Accumulativeparticulateincreases．Keywords：dieselengine；particle；numberconcentration；massconcentration；sizedistribution0前言柴油機(jī)具有油耗低，效率高，動(dòng)力性好等優(yōu)點(diǎn)，得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。大部分的重型機(jī)械、卡車等都使用柴油機(jī)作為動(dòng)力源，目前越來(lái)越多的轎車也廣泛使用柴油機(jī)。柴油機(jī)排出的大量有害物質(zhì)也給環(huán)境帶
5、來(lái)了嚴(yán)重污染，同時(shí)也危害人類的健康“1。顆粒物作為柴油機(jī)主要污染物已經(jīng)受到廣泛重視，其中可吸人顆粒物(D<)更是嚴(yán)重e100nm影響呼吸系統(tǒng)。柴油機(jī)尾氣顆粒中含有大量的有機(jī)成分，尾氣長(zhǎng)期懸浮在空氣中，造成環(huán)境污染，一旦吸入人體會(huì)誘發(fā)嚴(yán)重的肺部疾病，不同顆粒具有不同的沉積特點(diǎn)，越細(xì)小的顆粒物對(duì)人體的危害越嚴(yán)重。，”。柴油機(jī)顆粒物粒徑通常分布在10～500nm之間，其中包括核態(tài)(5。50nm)、積聚態(tài)(50～1000rim)和粗粒態(tài)(大于1000nm)。柴油顆粒物中含有的大量直徑小于100nm的顆粒按照不同作者簡(jiǎn)介：杜宏飛(1984一
6、)，男，碩士研究生，主要研究方向?yàn)椴裼蜋C(jī)燃燒與排放技術(shù)。收稿日期：2015—01—30粒徑可沉積于人體肺部的不同部位，可引發(fā)哮喘或肺癌等疾病。在國(guó)內(nèi)外柴油機(jī)常規(guī)研究中，除了根據(jù)法規(guī)要求對(duì)顆粒物質(zhì)量總量進(jìn)行監(jiān)控外，越來(lái)越多的人開始關(guān)注柴油機(jī)顆粒物數(shù)量濃度、質(zhì)量濃度和粒徑分布H“】。空燃比對(duì)柴油機(jī)的燃燒起著重要作用，不同的空燃比導(dǎo)致不同的燃燒狀態(tài)，從而影響柴油機(jī)顆粒物的生成與氧化。我們基于單缸柴油機(jī)研究了不同空燃比下柴油機(jī)顆粒物排放特性，總結(jié)規(guī)律，為降低顆粒物排放提供參考。1實(shí)驗(yàn)設(shè)備1．1實(shí)驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)見表1，為一臺(tái)單缸柴油
7、機(jī)，采用高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)架采用冷卻水外循環(huán)控制系統(tǒng)、機(jī)油外循環(huán)控制系統(tǒng)，保證了試驗(yàn)條件的一致性。采用空氣壓縮機(jī)模擬進(jìn)氣增壓系統(tǒng)。1．2微粒分析儀實(shí)驗(yàn)采用美國(guó)TSI公司生產(chǎn)的3090EEPS(發(fā)動(dòng)機(jī)排氣粒徑分析儀)測(cè)量粒徑分布。其基本原理內(nèi)燃機(jī)2015年6月表1實(shí)驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)型式缸徑X行程／(mm×mml壓縮比連桿長(zhǎng)度／mm供油系統(tǒng)型式每缸氣門數(shù)單缸、四沖程112X14517．1228高壓共軌4是：柴油機(jī)排氣經(jīng)過(guò)一級(jí)稀釋裝置將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣加熱到設(shè)定溫度，可根據(jù)需要選擇80，120，150℃，一級(jí)稀釋系數(shù)可選擇
8、范圍6％～100％。然后經(jīng)過(guò)二級(jí)稀釋，稀釋系數(shù)可選范圍1～11，最終由稀釋系數(shù)和溫度計(jì)算得出總稀釋比范圍90：1～l500：1。經(jīng)過(guò)稀釋的排氣首先進(jìn)入旋風(fēng)分離器，去除較大的顆粒，然后進(jìn)人測(cè)量單元進(jìn)行分級(jí)計(jì)算。測(cè)量單元見圖1。r∥■_2試驗(yàn)結(jié)果與分析
