基于TEM評估缸內直噴汽油機產生顆粒物的大小

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基于TEM評估缸內直噴汽油機產生顆粒物的大小

直噴汽油機（GDI發動機）產生的顆粒物質量和顆粒物數量都比端口燃油噴射（PFI）火花點火發動機多。本文利用透射電子顯微鏡（TEM）評估3種不同直噴發動機在不同工況下產生的顆粒物大小。使用1個單缸發動機和2個普通發動機收集缸內直噴發動機產生的顆粒。單缸發動機是威斯康星大學麥迪遜分校發動機研究中心（ERC）開發的用于項目研究的發動機。2個普通發動機分別是現代2.4L 4缸GDI發動機和通用2.2L 4缸GDI發動機。現代GDI發動機是在不同轉速（1500r/ min，3000r/min）、不同發動機負荷（25%、50%、75%）和不同噴射正時（在達到上止點之前的190°、230°、260°、300°和330°）的情況下，只以汽油為燃料進行試驗。通用GDI發動機是在轉速為2000r/min、負荷為75%的運行條件下使用不同燃料（10%乙醇+ 90%汽油、16%異丁醇+84%的汽油）進行試驗。

在不同發動機運行條件下測得較小顆粒直徑范圍為10～60nm，而較大顆粒半徑范圍為10～400nm。低負荷以及延遲燃料噴射能夠減小排放微粒的直徑。因此，當低負荷且延遲燃料噴射正時（如30%負荷條件下噴射正時為上止點前220°）情況下，排放顆粒尺寸變得極小。此時，較小顆粒的直徑范圍為5～25nm，而較大顆粒的半徑范圍為5～200nm。許多納米顆粒的直徑小于23nm。用高分辨率TEM分析表明，這些納米顆粒是具有清晰條紋圖案的固態碳顆粒和具有不定型碳圖案的碳煙顆粒（或高度濃縮的半揮發性物質）。

刊名：International Journal of Automotive Technology（英）

刊期：2014年第15期

作者：H.Seong et al

編譯：朱會