城市公交汽车燃用含氧柴油降低碳烟颗粒及NO排放的应用研究

摘要

随着我国城市化和现代化进程的加快，我国城市机动车数量迅速增长，人们在享受城市机动车带来的便捷和效益的同时，也在承受机动车尾气对环境的污染和对人体健康带来的危害。特别是城市公交车普遍以柴油作为燃料，其尾气中碳烟和NOx的排放是城市污染的主要污染源。国家、地方政府和企业针对城市公交柴油化的特点，投入大量的人力、物力、财力研究开发控制柴油车排放的技术措施。作者在宁波市政府的资助下，根据在用柴油车结构更改困难、费用大的特点，通过在柴油中添加含氧燃料(碳酸二甲酯，DMC)增加其含氧量，在少改变甚至不改变柴油车结构的条件下，探寻降低在用柴油车碳烟和N0x排放的技术措施。 本研究首先通过发动机台架试验研究了不同DMC添加比下柴油机有效热效率、发动机功率、以及碳烟、NOx的排放浓度在不同发动机转速、负荷下的变化情况。得出随DMC添加比例增加，柴油机的有效热效率提高且速率趋缓、碳烟排放浓度下降且速率趋缓、NOx变化不大、功率匀速下降；当DMC添加比为15％时，热效率提高3％左右、碳烟下降42％左右、功率下降约5％左右。从柴油与DMC二者的互溶性以及柴油机的经济性、动力性和排放特性综合考虑得出DMC和柴油的最佳混合比为15％。通过对在用柴油车燃用柴油与DMC混合燃料(混合比15％)和纯柴油的实车对比试验发现：碳烟排放平均降低40％--60％，与台架试验基本一致；在底盘测功机上测试，功率有所下降，平均下降10％左右。因此，柴油机中燃烧高含氧燃料，对于大量的在用柴油汽车，特别是在城市交通中，控制在用柴油公交车的碳烟颗粒和NOx排放，是一条很有前途的技术路径。

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声明

第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.1.1研究背景

1.1.2研究目的和意义

1.2国内外研究现状

1.2.1与不同排放标准相适应的控制技术

1.2.2应用高含氧燃料控制柴油汽车污染物排放

1.3研究思路和内容

1.3.1研究思路

1.3.2研究内容

第二章柴油机燃用DMC和柴油混合燃料后的特性研究

2.1试验装置及试验方案设计

2.1.1发动机参数及测量设备

2.1.2试验测量系统

2.1.3试验方案设计

2.2柴油机燃用DMC和柴油混合燃料后的特性研究

2.2.1柴油中添加DMC后的燃烧特性

2.2.2柴油添加DMC后柴油机的动力性

2.2.3柴油添加DMC后柴油机的热效率

2.2.4柴油添加DMC后的柴油机排放特性

2.3本章小结

第三章DMC和柴油的互溶性及与柴油的最佳混合比研究

3.1 DMC的物理化学特性

3.2 DMC与柴油的互溶性研究

3.2.1不同DMC添加比例的燃油物化特性

3.2.2 DMC和柴油的互溶性

3.3柴油中添加不同DMC比例后对柴油机性能的影响

3.3.1 DMC对柴油机功率的影响

3.3.2 DMC对柴油机有效热效率的影响

3.3.3不同添加比例下柴油机的排放特性

3.4 DMC和柴油的最佳混合比

3.5本章小结

第四章在用柴油汽车道路实车试验研究

4.1试验装置及试验方案

4.1.1试验测量设备

4.1.2试验方案

4.2在用柴油汽车燃用混合燃料道路试验

4.2.1检测站试验

4.2.2道路试验

4.3本章小结

总 结

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

致 谢