非道路车用柴油机排放颗粒粒径分布特性研究.pdf

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1、第31卷第3期2010年6月内燃机工程ChineseInternalCombustionEngineEngineeringV01．31No．3June．2010文章编号：1000--0925(2010)03--0044--04非道路车用柴油机排放颗粒粒径分布特性研究王猛，谭建伟，韩秀坤，葛蕴珊(北京理工大学汽车动力性及排放测试国家专业实验室，北京100081)InvestigationonSizeDistributionCharacteristicsofParticlesfromNon—RoadDieselEngineWANGMeng，TANJian-wei，

2、HANXiu-kun．，GEYun-shan(NationalLaboratoryofAutoPerformance&EmissionTest．BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081，China)310053Abstract：Theparticlesizeemittedfromanon-roaddieselengineinbenchtestwasanalyzedusingtheelectricallowpressureimpactor(ELPI)．Itisfoundthattheparticlesizemostly

3、concentratesintherangeof0．05～1．0gm(accumulativemode)，andthemaximalnumberconcentrationoccursunderhighloadandmiddlespeedandtheminimalsizeoftheparticlesunderlowloadandspeed．Whileataconstantspeed，thenumberconcentrationiSlowerandtheparticlesizeiSsmallerunderlOWload．andbothareincreasingwi

4、ththeloadadding．Sotheparticleemissionresearchfornon—roaddieselengineshouldb亡focusedoncontrollingformationofthesmallersizeparticleslessthan1gm．0概述摘要：通过非道路车用柴油机台架试验，利用静电低压撞击器(ELPI)对其排气颗粒粒径分析后发现：非道路车用柴油机排气颗粒物主要集中在粒径为0．05～1弘m的累积模式；高负荷、中高转速下颗粒浓度最大，低负荷低转速时粒径尺寸最小；一定转速下，较低负荷时颗粒浓度及粒径都比较小，随着负

5、荷的增加粒径增大。对于非道路车用柴油机，控制微小颗粒生成是控制颗粒物排放的主要研究方向。关键词：内燃机；柴油机；非道路；排放；颗粒物Keywords：ICengine；dieselengine；non—road；emission；PM中图分类号：TK421．5文献标识码：A机动车排放到大气环境中的微粒按粒径尺寸分为三种分布区域：微粒碳核尺寸为0．005～0．05p．m，称为核模式，占质量分数5％～20％，微粒数密度超过90％的微粒分布于该模式；大部分微粒直径为0．05～1p．m，称为累积模式，碳化物凝聚和吸附过程主要在该区域完成；大于10p．m的微粒称为粗粒子

6、模式，占排放微粒质量的5％～20％。大量的研究结果表明[h2。：柴油机排放微粒尺寸大部分小于0．1p．m，数量浓度约为107～108个／cm3，属于纳米或超细微粒。国外对发动机排气颗粒数量浓度的研究表明，排气颗粒的数量浓度受测试条件、燃料、工况等多种因素的影响很大，与气体的变化特征有显著的差异。而国内在发动机超细颗粒物排放的研究还较少，因此有必要进行深入研究。对于车间或封闭厂房里使用的工程车辆的颗粒排放对工作人员的影响更大。本研究以北京市售08柴油作为燃料，用发动机台架提供的各种工况对样气进行两级稀释，利用ELPI对收稿日期；2008-10-08基金项目：中国

7、博士后科学基金资助(20070420301)作者简介：王猛(1984一)。男，硕士生，主要研究方向为内燃机排放控制，E-mail；wm20703166@bit．edu．∞。2010年第3期内燃机工程·45·颗粒物排放进行采样测量分析，获取各工况下数量浓度分布、粒径大小分布、面积浓度分布情况。结果表明：非道路车用柴油机排放颗粒形态主要集中在累积模式。1试验设备与方法试验台架结构如图1所示。试验样机为新昌柴油机厂生产的A498BPG非道路车用柴油机，参数如表1所示。图1试验台架结构示意图表1发动机主要技术参数项目参数型式非增压、直喷式、四冲程缸数4缸径×行程／ra

8、m98×105排量／L3．7压缩比18