本文關(guān)鍵詞：汽油機(jī)一次顆粒物排放特性及二次顆粒物生成潛勢的研究

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【摘要】：機(jī)動車排放是大氣霧霾的主要污染源之一,本文通過發(fā)動機(jī)臺架與煙霧箱試驗對汽油機(jī)的一次顆粒物排放特性與二次顆粒物生成潛勢進(jìn)行了研究。發(fā)動機(jī)臺架試驗的結(jié)果表明,缸內(nèi)直噴(GDI)發(fā)動機(jī)顆粒物數(shù)量排放因子比進(jìn)氣道噴射(PFI)發(fā)動機(jī)高兩個數(shù)量級,質(zhì)量排放因子高一個數(shù)量級。PFI發(fā)動機(jī)排放的顆粒物大部分由有機(jī)物(OM)構(gòu)成,還有少量的元素碳(EC)和無機(jī)離子。GDI發(fā)動機(jī)排放的顆粒物以EC、OM為主,還有少量的無機(jī)離子,隨著負(fù)荷上升,EC含量上升。經(jīng)過三效催化器(TWC)后,顆粒物中的OM含量下降、EC含量上升,顆粒物總質(zhì)量下降28%-35%。根據(jù)構(gòu)成元素與形貌的不同,GDI汽油機(jī)排放顆粒物可以分為碳質(zhì)顆粒物與非碳質(zhì)顆粒物的兩大類以及進(jìn)一步細(xì)化的若干小類,隨著負(fù)荷上升,顆粒物中Soot含量逐漸上升,含有機(jī)物的顆粒物總和則逐漸降低。在廢氣再循環(huán)EGR≤15%時,GDI發(fā)動機(jī)顆粒物排放隨著EGR率的升高而逐漸降低,但是過高的EGR反而會使顆粒物排放上升。噴油時刻控制在進(jìn)氣中期270°BTDC時顆粒物數(shù)量排放最少,過早或過晚噴油都會導(dǎo)致顆粒物數(shù)量排放逐漸上升。燃油中的芳香烴、烯烴、硫含量越高,顆粒物排放也越高。燃油中的芳烴含量越高,多環(huán)芳烴(PAHs)排放也越高,毒性也更強(qiáng);燃油中烯烴含量的上升對PAHs的排放影響不大,但是其排放PAHs的毒性變強(qiáng)。燃油中添加少量甲基環(huán)戊二烯三羰基錳(MMT)能夠在減少芳香烴與烯烴含量同時保證不降低辛烷值,從而使顆粒物排放降低。燃油中添加10%左右乙醇對顆粒物排放影響不大。檢測到汽油機(jī)排放的可揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)主要由70余個物種組成,包含烷烴、烯烴、芳香烴、含氧揮發(fā)性有機(jī)物和炔烴等。隨著負(fù)荷上升,VOCs中烷烴比例逐漸下降,芳香烴比例逐漸上升。燃用高芳香烴含量燃油,VOCs中芳香烴比例有所上升。煙霧箱聯(lián)合臺架試驗的結(jié)果表明,PFI發(fā)動機(jī)所排放尾氣生成的二次顆粒物的質(zhì)量排放因子是PFI發(fā)動機(jī)一次顆粒物的169倍,是GDI發(fā)動機(jī)一次顆粒物的17倍。二次顆粒物的化學(xué)成分基本都是有機(jī)物,其中只有不到10%能被現(xiàn)有理論所解釋。
【關(guān)鍵詞】：汽油機(jī) 一次顆粒物 二次顆粒物 可揮發(fā)性有機(jī)物 多環(huán)芳烴
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK411.5
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 主要符號對照表8-9
• 第1章 緒論9-35
• 1.1 研究背景及意義9-14
• 1.2 國內(nèi)外汽油機(jī)顆粒物研究現(xiàn)狀14-33
• 1.2.1 一次顆粒物研究14-25
• 1.2.2 二次顆粒物研究25-33
• 1.3 本文研究內(nèi)容33-35
• 第2章 汽油機(jī)一次顆粒物排放特性研究35-75
• 2.1 試驗系統(tǒng)搭建35-41
• 2.1.1 試驗用發(fā)動機(jī)37
• 2.1.2 主要測試及分析設(shè)備37-41
• 2.2 一次顆粒物試驗結(jié)果分析41-72
• 2.2.1 EGR對顆粒物排放的影響41-44
• 2.2.2 噴油時刻對顆粒物排放的影響44-45
• 2.2.3 負(fù)荷對顆粒物排放的影響45-48
• 2.2.4 燃油組分對顆粒物排放的影響48-56
• 2.2.5 GDI與PFI一次顆粒物排放特性對比56-58
• 2.2.6 顆粒物形貌分析58-66
• 2.2.7 燃油組分對顆粒物中多環(huán)芳烴（ PAHs）排放的影響66-69
• 2.2.8 燃油芳香烴含量對VOCs排放的影響69-72
• 2.3 本章小結(jié)72-75
• 第3章 汽油機(jī)二次顆粒物生成潛勢研究75-85
• 3.1 試驗系統(tǒng)搭建75-79
• 3.1.1 試驗用煙霧箱77-78
• 3.1.2 測量設(shè)備78-79
• 3.2 試驗方法及步驟79-80
• 3.3 試驗結(jié)果分析80-84
• 3.3.1 二次顆粒物生成潛勢80-81
• 3.3.2 二次顆粒物生成潛勢與一次顆粒物排放對比81-82
• 3.3.3 二次顆粒物化學(xué)成分82-83
• 3.3.4 VOCs形成二次顆粒物估算83-84
• 3.4 本章小結(jié)84-85
• 第4章 總結(jié)與展望85-87
• 4.1 主要研究結(jié)論85-86
• 4.2 研究展望86-87
• 參考文獻(xiàn)87-94
• 致謝94-96
• 個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果96

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：906132