国III共轨柴油机燃用生物柴油的排气颗粒粒径分布及核态纳米颗粒生成机理探讨

摘要

在满足国III排放标准的共轨柴油机上燃用生物柴油后，对其排气的颗粒粒径分布进行了测量，并对柴油机纳米颗粒的生成机理进行了研究。试验结果表明，柴油机的颗粒粒径分布为双态分布：核态和聚集态，基本以50nm为分界线。在2000r/min, 50N·m工况下，颗粒粒径分布为单一的聚集态分布，当转矩超过150N·m后，颗粒粒径分布从单态转化为双态分布。这可能是由于油耗量和排气温度的增加，氧化催化器将燃烧生成的SO2转化为SO3后，水化物硫酸的增加促成了核态纳米颗粒的形成。对于生物柴油混合燃料，当燃料当混合比小于60%，燃料硫含量高于480×10-6时，发动机高负荷下其粒径分布也为双态，而此时的纯生物柴油的颗粒粒径分布仅为单一聚集态。低负荷，所有燃料的颗粒粒径分布都为单一聚集态分布。故柴油机的纳米颗粒对生物柴油混合燃料的硫含量非常敏感。同时生物柴油混合燃料可以明显降低柴油机的聚集态颗粒数量浓度。