汽油機(jī)微粒排放特性研究
本文關(guān)鍵詞:汽油機(jī)微粒排放特性研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:汽油機(jī)的排氣微粒相對(duì)柴油機(jī)來說,其粒徑更小,大都為納米級(jí)微粒,對(duì)人類健康和環(huán)境危害更大,而且工作汽油機(jī)的數(shù)量高于柴油機(jī)。隨著GDI發(fā)動(dòng)機(jī)逐漸進(jìn)入市場(chǎng),其微粒排放也成了內(nèi)燃機(jī)學(xué)者的關(guān)注焦點(diǎn)。因此,對(duì)汽油機(jī)的微粒排放特性進(jìn)行研究變得很有必要。本文利用快速微粒光譜儀DMS500對(duì)一臺(tái)PFI汽油機(jī)和一臺(tái)GDI發(fā)動(dòng)機(jī)的微粒排放特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。 對(duì)于PFI汽油機(jī),主要研究了轉(zhuǎn)速與負(fù)荷對(duì)微粒排放特性的影響規(guī)律,并且探討了催化轉(zhuǎn)化器對(duì)微粒數(shù)濃度的影響以及催化轉(zhuǎn)化器去除微粒的機(jī)制。在中低負(fù)荷下,產(chǎn)生的微粒幾乎全部為納米級(jí)核態(tài)粒子,隨負(fù)荷的增加,微粒數(shù)濃度單調(diào)增加,并且峰值粒徑向粒徑增大方向遷移;微粒的幾何平均直徑和中位直徑都是隨負(fù)荷增加而逐漸增加的。在高負(fù)荷工況開始生成大量的聚集態(tài)微粒。隨轉(zhuǎn)速的升高,微粒數(shù)濃度大體上是單調(diào)增加的。從微粒數(shù)濃度通過催化轉(zhuǎn)化器的滲透比發(fā)現(xiàn),三效催化轉(zhuǎn)化器可以減少微粒排放。微粒數(shù)濃度與HC的轉(zhuǎn)化效率具有相似的變化趨勢(shì),間接說明一些核態(tài)微粒是由HC凝結(jié)成核而成,微粒被去除的機(jī)理是催化轉(zhuǎn)化器去除了氣相碳?xì)洹?對(duì)于GDI發(fā)動(dòng)機(jī),主要研究了空燃比、點(diǎn)火時(shí)刻、噴油時(shí)刻和EGR等燃燒控制參數(shù)對(duì)微粒排放特性的影響。當(dāng)空燃比小于14.7時(shí),微粒數(shù)濃度呈三峰分布,大多數(shù)為聚集態(tài)粒子。當(dāng)空燃比大于14.7時(shí),微粒數(shù)濃度分布呈單峰狀,主要為核態(tài)粒子。隨空燃比由小變大,聚集態(tài)微粒數(shù)濃度峰值逐漸降低,并且峰值粒徑向粒徑減小的方向遷移。微粒數(shù)濃度和質(zhì)量濃度隨空燃比地減小而增大的。隨點(diǎn)火提前,,聚集態(tài)微粒數(shù)濃度先下降,而后逐漸上升。隨點(diǎn)火角從上止點(diǎn)前5度提前到20度,微?倲(shù)量和質(zhì)量是下降的;當(dāng)從20度提前到50度時(shí),微?倲(shù)量和質(zhì)量卻是上升的。隨噴油定時(shí)從上止點(diǎn)前70度提前到170度,微?倲(shù)量和質(zhì)量劇降,聚集態(tài)微粒數(shù)濃度峰值明顯下降。在EGR率變化的試驗(yàn)工況中,微粒呈核態(tài)和聚集態(tài)雙峰分布。隨著EGR率地增加,核態(tài)微粒數(shù)是急劇上升的,聚集態(tài)微粒數(shù)卻是逐漸下降的。隨EGR率增加,微?倲(shù)濃度上升,而微?傎|(zhì)量濃度是下降的。
【關(guān)鍵詞】:PFI汽油機(jī) GDI發(fā)動(dòng)機(jī) 微粒排放 粒徑分布
【學(xué)位授予單位】:重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2012
【分類號(hào)】:TK411.5
【目錄】:
- 摘要3-4
- ABSTRACT4-8
- 1 緒論8-26
- 1.1 引言8-9
- 1.2 汽油機(jī)燃燒技術(shù)9-16
- 1.2.1 PFI 燃燒技術(shù)9-10
- 1.2.2 GDI 燃燒技術(shù)10-16
- 1.3 發(fā)動(dòng)機(jī)微粒排放物的研究現(xiàn)狀16-25
- 1.3.1 微粒排放物的危害16-18
- 1.3.2 微粒排放物的尺寸及模式劃分18-19
- 1.3.3 微粒排放物的組成成分及測(cè)量分析方法19-21
- 1.3.4 微粒排放物的物理特性21-22
- 1.3.5 微粒排放物的生成機(jī)理及影響因素22-25
- 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容及意義25-26
- 2 試驗(yàn)平臺(tái)總體設(shè)計(jì)26-36
- 2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架26-27
- 2.2 試驗(yàn)用發(fā)動(dòng)機(jī)27-28
- 2.3 測(cè)功器28
- 2.4 微粒分析儀28-33
- 2.5 排放分析儀33-34
- 2.6 本章小結(jié)34-36
- 3 缸壓采集與燃燒分析系統(tǒng)36-48
- 3.1 系統(tǒng)硬件36-42
- 3.1.1 光電編碼器37-38
- 3.1.2 缸壓傳感器38-39
- 3.1.3 電荷放大器39-40
- 3.1.4 采集卡40-42
- 3.2 系統(tǒng)軟件42-46
- 3.2.1 系統(tǒng)搭建環(huán)境42-43
- 3.2.2 缸壓采集程序?qū)崿F(xiàn)43-45
- 3.2.3 燃燒分析系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)45-46
- 3.3 本章小結(jié)46-48
- 4 PFI 汽油機(jī)的微粒排放特性48-58
- 4.1 轉(zhuǎn)速與負(fù)荷對(duì)微粒排放的影響48-52
- 4.1.1 試驗(yàn)工況48
- 4.1.2 微粒數(shù)與粒徑分布48-49
- 4.1.3 微粒表面積與粒徑分布49-50
- 4.1.4 微粒體積與粒徑分布50-51
- 4.1.5 微粒的幾何平均直徑和中位直徑51-52
- 4.2 催化轉(zhuǎn)化器對(duì)微粒排放的影響52-55
- 4.2.1 試驗(yàn)工況52
- 4.2.2 催化轉(zhuǎn)化器對(duì)微粒排放的影響52-55
- 4.3 本章小結(jié)55-58
- 5 GDI 發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒控制參數(shù)對(duì)微粒排放的影響58-78
- 5.1 空燃比對(duì)微粒排放的影響58-62
- 5.1.1 試驗(yàn)工況58
- 5.1.2 空燃比對(duì)微粒排放的影響58-62
- 5.2 點(diǎn)火時(shí)刻對(duì)微粒排放的影響62-66
- 5.2.1 試驗(yàn)工況62
- 5.2.2 點(diǎn)火時(shí)刻對(duì)微粒排放的影響62-66
- 5.3 噴油時(shí)刻對(duì)微粒排放的影響66-70
- 5.3.1 試驗(yàn)工況66-67
- 5.3.2 噴油時(shí)刻對(duì)微粒排放的影響67-70
- 5.4 EGR 對(duì)微粒排放的影響70-74
- 5.4.1 試驗(yàn)工況70
- 5.4.2 EGR 對(duì)微粒排放的影響70-74
- 5.5 本章小結(jié)74-78
- 6 全文總結(jié)及工作展望78-82
- 6.1 全文總結(jié)78-80
- 6.2 工作展望80-82
- 致謝82-84
- 參考文獻(xiàn)84-90
- 附錄90
- A.在攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文目錄90
- B.在攻讀學(xué)位期間參與項(xiàng)目情況90
【參考文獻(xiàn)】
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本文關(guān)鍵詞:汽油機(jī)微粒排放特性研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號(hào):280095
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