GDI汽油機(jī)燃燒條件及三效催化器對顆粒物物化特性影響規(guī)律研究.pdf

1、近年來,京津、長三角等地區(qū)頻發(fā)的霧霾天氣使公眾更加關(guān)注大氣懸浮顆粒物的控制與治理,而隨著GDI汽油機(jī)的推廣、應(yīng)用,其尾氣即將成為大氣中細(xì)顆粒物的潛在來源之一,因此,針對GDI汽油機(jī)排放顆粒物的研究已成為相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文針對GDI汽油機(jī)燃燒組織條件及三效催化轉(zhuǎn)化器對顆粒物粒數(shù)排放特性及納觀物化特征的影響規(guī)律開展了系統(tǒng)、深入地研究,初步確定了GDI汽油機(jī)顆粒物理化特性的演化機(jī)制及優(yōu)化措施,研究結(jié)果將為GDI汽油機(jī)顆粒物生成機(jī)理及其控

2、制技術(shù)的研究提供必要的理論參考。具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　(1)GDI汽油機(jī)排氣顆粒物粒徑呈雙峰分布,包括核態(tài)和聚集態(tài)顆粒物。當(dāng)混合氣由濃變稀,排放顆粒物、聚集態(tài)顆粒物、核態(tài)顆粒物的粒數(shù)排放濃度均大幅降低,而排放顆粒物的幾何平均直徑減小。點(diǎn)火提前角增大,排放顆粒物、聚集態(tài)顆粒物、核態(tài)顆粒物的粒數(shù)濃度均有所增加。噴油時刻提前,聚集態(tài)顆粒物粒數(shù)濃度先降低后增加;EGR率增加,排放顆粒物和核態(tài)顆粒物的粒數(shù)濃度均先增加后降低,而聚集態(tài)

3、顆粒物粒數(shù)濃度則單調(diào)降低。
　　(2)與催化器前的顆粒物粒數(shù)排放量相比,怠速時,催化器后的核態(tài)顆粒物粒數(shù)濃度明顯降低,而聚集態(tài)顆粒物的粒數(shù)濃度有所增加;低速小負(fù)荷時催化器后排放顆粒物、聚集態(tài)顆粒物、核態(tài)顆粒物的粒數(shù)濃度均有所降低;而在排氣溫度較高的工況,濃混合氣會導(dǎo)致催化器后核態(tài)顆粒物粒數(shù)濃度有所增加。
　　(3)缸內(nèi)燃燒組織條件對顆粒物的納觀結(jié)構(gòu)有顯著影響。增加空燃比、推遲點(diǎn)火、噴油提前以及降低EGR率都會導(dǎo)致GDI汽油機(jī)

4、顆粒物的基本碳粒子粒徑減小;采用稀混合氣以及增加EGR率則會導(dǎo)致微晶碳層的層間距增加;采用理論空燃比、推遲點(diǎn)火、提前噴油會導(dǎo)致微晶長度降低;而采用理論空燃比、推遲點(diǎn)火、提前噴油均會增加GDI汽油機(jī)顆粒物中微晶碳層的曲率。此外,理論空燃比時,三效催化器后粒徑分布范圍變寬,而稀混合氣時,顆粒物平均粒徑減小;催化器后微晶層間距分布范圍變窄;采用當(dāng)量比和稀混合氣時,催化器后微晶曲率減小。
　　(4)采用理論空燃比、點(diǎn)火延遲、噴油提前以及增