润滑油对柴油机颗粒物排放及活塞积碳的影响研究

摘要

发动机在正常运转过程中润滑油的消耗是不可避免的,消耗的润滑油在参与燃烧后会对发动机颗粒物排放产生影响。此外,润滑油品质直接关系着发动机的耐久性,经济性,对积碳也有着直接的影响,并且发动机摩擦磨损产生的金属碎屑会对颗粒物排放产生影响。鉴于此,本文利用粒径分析仪及透射电子显微镜,在一台缸内直喷柴油机上开展了润滑油及其添加剂对颗粒物排放的粒径分布及微观特性的研究,在一台电控高压共轨柴油机上通过修改发动机的供油参数实现不同的功率密度,对不同的润滑油品质对积碳及发动机摩擦磨损进行了研究。论文的研究工作和取得的主要成就如下:
　　1.向油底壳中加入不同种类润滑油,利用粒径分析仪考察正常的润滑油消耗下颗粒物排放的粒径分布变化规律,得到的结论是即使是发动机正常运转过程中的少量的润滑油消耗仍会对颗粒物排放的粒径分布产生影响,并且传统意义上的润滑油品质与对颗粒物排放的影响不成比例。
　　2.为研究润滑油参与燃烧对颗粒物排放粒径分布的影响,通过向柴油中加入少量的不同比例的润滑油,利用粒径分析仪研究发动机排放的颗粒物粒径分布变化。结果表明少量的润滑油参与燃烧,会对发动机的颗粒物排放产生很大的影响,主要是体现在核态颗粒物排放的增加。
　　3.利用透射电子显微镜观察在柴油中加入少量润滑油后的发动机颗粒物排放的变化,主要关注基本粒子的尺寸,直径分布等变化规律,得到的结论是润滑油参与燃烧会导致发动机排放颗粒物基本粒子直径增加,并且这种影响随着发动机载荷的增加而减小。同时粒径分析仪得到的润滑油对颗粒物排放的影响结果与透射电镜下得到的影响结果有一致的趋势。
　　4.选择抗氧剂,抗泡剂这两种常用的润滑油添加剂以及基础油加入到柴油中,考察不同的润滑油添加剂及基础油参与燃烧对颗粒物排放粒径分布的影响,结果表明不同的添加剂种类对颗粒物排放的影响差异很大,由于添加剂特殊的物理化学性质,在某些工况下,甚至会降低发动机的颗粒物排放。
　　5.在一台发动机上,通过修改供油参数来实现不同的发动机功率密度,从活塞积碳,磨损,功率变化等角度来考察高功率密度状态下润滑油品质的好坏,得到的结论是润滑油的品质对发动机积碳及摩擦磨损有很大的影响,采用提高功率密度的方法,可以有效地可重复性地评价润滑油品质的好坏,从而为润滑油品质的提高提供一套可靠的评价方法。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2 柴油机颗粒物产生及来源分析

1.3 润滑油对颗粒物影响研究进展

1.4 润滑油对积碳的影响及其性能评价

1.5本文研究的目的及主要工作

第二章 润滑油影响柴油机颗粒物排放的试验平台及研究方法

2.1 引言

2.2 试验用发动机

2.3 润滑油分析方法及设备

2.4 颗粒物分析方法及设备

2.5本章小结

第三章 发动机正常运转消耗润滑油对柴油机颗粒物排放的影响

3.1 引言

3.2 实验设计

3.3 试验结果分析

3.4本章小结

第四章 润滑油参与燃烧对颗粒物排放的粒径分布及微观形貌的影响

4.1 引言

4.2实验布置

4.3结果分析

4.4本章小结

第五章 抗氧剂对颗粒物排放粒径分布的影响

5.1 引言

5.2 试验布置

5.3 结果分析

5.4 本章小结

第六章 抗泡剂对颗粒物排放粒径分布的影响

6.1 引言

6.2 结果分析

6.3本章小结

第七章 润滑油对发动机积碳及摩擦磨损的影响

7.1 引言

7.2 试验布置

7.3 结果分析

7.4 本章小结

第八章 全文总结与展望

8.1全文工作总结

8.2未来工作展望

参考文献

发表论文和参加科研的情况说明

致谢