缸内直喷汽油发动机排放颗粒物的研究-动力工程及工程热物理专业论文.docxVIP

上海交通大学硕士学位论文 上海交通大学硕士学位论文 摘要 摘要 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 缸内直喷汽油发动机排放颗粒物的研究 摘 要 本文从燃油组分角度入手，研究了缸内直喷汽油发动机的颗粒物排 放特性，及多环芳香烃添加剂甲苯、含氧添加剂乙醇对缸内直喷发动 机的颗粒物的影响： 1、GDI 发动机排气颗粒物数量浓度分布在怠速工况呈核模态单 峰分布；总颗粒物数量浓度随负荷的增大呈现先增大后减小，在经济 转速区的总颗粒物数量浓度较小。去除挥发性有机成分后颗粒物数量 浓度减少，颗粒物数量浓度分布并未改变；GDI 发动机的基本碳颗粒 有清晰碳层外壳，平均粒径随负荷的增大而减少，随转速的增加而增 大；GDI 发动机的颗粒物的氧化活性随负荷的增大而减小；在颗粒物 中的总 PAHs 成分随负荷的增加而显著增加，其中中低分子量的 PAHs 增加量贡献较大。 2、10%甲苯添加剂会改变原有 GDI 发动机的颗粒物总数量浓度在 负荷特性下及速度特性下的变化趋势，使 GDI 发动机的颗粒物总数量 浓度随负荷和转速的升高而均增加；在发动机高负荷及高转速下，GDI 发动机的颗粒物总数量浓度增加较多，而且使原有 GDI 发动机的颗粒 物的基本碳颗粒团聚的更为紧密，基本碳颗粒平均粒径随着转速的提 I 升均呈现减小趋势。在中低负荷下，10%甲苯添加剂可以提高 GDI 发 动机的颗粒物的氧化活性；10%甲苯添加剂可以大幅提升 GDI 发动机 的颗粒物中的 PAHs 总质量浓度。 3、10%乙醇添加剂会改变原有 GDI 发动机的颗粒物总数量浓度在 负荷特性下及转速特性下的变化趋势，使颗粒物总数量浓度随负荷和 转速的升高而均增加，但在中等负荷工况可有效降低原有 GDI 发动机 的颗粒物总数量浓度。10%乙醇添加剂会使原 GDI 发动机的颗粒物的 基本碳颗粒内核结构疏松，粒径尺寸变化范围加大。在所有工况下， 可提高颗粒物的氧化活性，并对颗粒物中的 PAHs 生成影响较大。 关键词：缸内直喷汽油发动机、乙醇、甲苯、排放、颗粒物 II Study of particle emissions from GDI engine Abstract From the perspective of fuel quality, the paper studied the effect of particles of GDI engine, which engine use gasline fuel, toluene additive of polycyclic aromatic fuel and ethanol additive of oxygenated fuel . 1、In the idle condition, particle number concentration distribution of GDI engine is Kernel mode unimodal distribution. In other condition, the number concentration of total particles increased first and then decreased while the load increased, and the number concentration of total particles became smallest while the engine speed is economic speed. The removal of volatile organic compounds only can decrease the number concentration of particles and it can not change the particle number concentration distribution. The primary carbon particles of GDI engine are surrounded with clear carbon shell, and the average primary carbon particle size becomes smaller while the load becomes larger. The average primary carbon particle size becomes larger while the engine speed becomes larger. The oxidation activity of particulate GDI engi