现代柴油机燃烧过程中微粒及多环芳香烃变化规律的研究

摘要

为阐明现代柴油机微粒的生成规律，以便今后有的放矢的采取技术措施降低颗粒物的排放，作者利用前期开发的现代柴油机全气缸取样系统，开展了柴油机微粒在缸内燃烧过程中微粒及多环芳香烃(PAHs)变化规律的研究。本文的具体研究内容如下： 1、优化前期开发的全气缸取样系统，并通过试验摸索出最优的发动机台架试验方案，确立了合理的取样方法并完成了取样过程标定。 2、采用过滤称重法和电子低压冲击仪(ELPI)检测法，研究了微粒在燃烧过程中的质量变化历程及粒数浓度分布规律。研究结果表明，在燃烧过程中，微粒质量随发动机曲轴转角(℃A)呈单峰状分布，其峰值出现在上止点后13～15℃A，且峰值随喷油压力的增高而增大；微粒粒数浓度随粒径呈正态分布变化，粒数浓度最大值大约出现在100nm～200nm之间。 3、对燃烧过程中所生成微粒的可溶性有机成分(SOF)进行了分离和测量，并采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对SOF中的多环芳香烃进行了分析测量。测量结果表明，SOF占颗粒物的质量百分比随取样时刻的不同而有较大的变化。在燃烧初期，约占80％以上，随着燃烧过程的进行，SOF含量降低，大约降至30％，但在燃烧过程基本结束时，SOF所占的比例又会达到60％左右；各种PAH的质量及PAHs的总质量随取样时刻的变化规律均与微粒质量随取样时刻的变化规律基本一致。研究还发现，其它条件不变时，增加发动机转速或喷油压力，PAHs总质量峰值降低。此外，试验考察了本研究所用滤纸和萃取溶剂对SOF质量及PAHs含量的影响，检测结果证明其影响很小，可忽略不计。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2柴油机排气颗粒物理化特性及缸内取样技术的概述

1.3本文的研究内容及意义

第二章全气缸取样系统介绍及取样方法确定

2.1概述

2.2柴油机全气缸取样系统介绍

2.3取样过程、方法及取样时刻的确定

2.4本章小结

第三章柴油机缸内微粒质量及粒数浓度分布规律

3.1试验燃料及特性

3.2测试方法及仪器

3.3试验结果与讨论

3.4本章小结

第四章柴油机燃烧过程中SOF及PAHs变化规律的研究

4.1样品的前处理及PAHs的分析仪器和分析方法

4.2试验结果与讨论

4.3本章小结

第五章全文总结和工作展望

5.1全文总结

5.2今后工作展望

参考文献

发表论文及参加科研情况说明

致谢