重型載貨車生物柴油機排放性能的研究

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重型載貨車生物柴油機排放性能的研究

柴油機的多種排放物都會對人體產生不良影響，同時所排放的碳氧化合物也對環境產生的較大影響。為了減少這種影響，各廠商使用了各種各樣的改進發動機排放技術，如選擇性催化還原系統、微粒過濾器和使用生物柴油等。目前，生物柴油已經開始被投入使用，使用生物柴油不需要對現有的柴油機結構進行修改，同時可以降低多種有害物質的排放。不同原料制備的生物柴油對柴油機排放可產生不同的影響。對此，通過試驗分析了不同原料大豆油、廢食用油以及動物脂肪制備的生物柴油對柴油機排放的影響，并將其排放結果與加州空氣資源委員會規定的超低硫柴油排放結果進行對比。

試驗選擇了兩輛重型載貨車，其中一輛采用2010型康明斯ISX-15發動機，并配備選擇性催化還原系統、氧化型催化劑和柴油顆粒過濾器；另一輛采用2002型康明斯ISX-450發動機，并不配備其它任何后處理系統。生物柴油分別提取大豆油、廢食用油及動物脂肪中的甲基酯，并與超低硫柴油按體積比例50%進行混合。之后在重型底盤測功機上進行試驗，采用美國城市道路循環工況。對3種生物柴油及超低硫柴油燃燒的NOx、CO、CO2、總HC、甲烷、非甲烷HC和排放顆粒物進行了測量。此外，對其它法規沒有限制的排放物如氨氣、羰基化合物和輕芳烴排放量也進行了測量，并利用二硫蘇糖醇試驗測定排放氣和顆粒物的氧化還原活性。試驗結果表明，與超低硫柴油相比，生物柴油的使用可以降低排放物中顆粒物、總HC和CO的排放量，但增加了NOx的排放量，且生物柴油具有較低的氧化還原性。對于2010型發動機，其具有更低的CO排放量和更高的NOx排放量，其總HC和顆粒物的排放量也到了非常低的水平。2002型發動機排放物的顆粒物尺寸分布呈現兩種不同的模式，而2010型發動機僅出現一種主要的分布模式。

NicholasGyseletal.SAE 2014-01-1400.

編譯：王祥