摘要：近年来我国许多城市大气的颗粒污染物浓度屡屡超标，导致灰霾天气的频繁出现。长期生活在灰霾环境空气中，会增加人群的呼吸系统疾病，甚至导致非正常死亡人数的上升，由此城市灰霾污染成为我国面对的重中之重的环境不足。机动车作为大气颗粒物最主要的排放源之一，已经受到了越来越多的关注，其中柴油车由于其燃烧特性容易形成颗粒排放，其颗粒物排放量远超汽油车。由此降低柴油机颗粒物（DPM）排放成为汽车领域探讨的热点。本论文以喷射对策及EGR率的角度对柴油机不同工况下的燃烧与排放进行了系统的探讨，重点考察了排放颗粒物的数浓度粒径分布以及颗粒中的碳质组分构成。在一台高压共轨直喷柴油机上，首先考察了不同主喷时刻对常规排放以及颗粒物粒径分布、碳质组分等的影响。试验结果表明，相同转速下，随着主喷时刻的推迟，低负荷下燃烧最大放热率呈现先下降后升高的走势，高负荷下则变化不大；CO、HC排放均随着主喷的推迟而有所上升，而NO_x逐渐下降，烟度在低负荷下几乎为零，在高负荷时为先下降后上升。相同转速下，随着主喷时刻的推迟，低负荷时，颗粒物向小粒径方向迁移，积聚模态颗粒的质量减小，核模态颗粒质量增加；高负荷时，两个模态颗粒物的质量均逐渐增加。颗粒物平均几何粒径（GMD）先增大后减小。在颗粒物碳质组分中，TC成分随主喷的推迟而增加。但喷油对策对OC/EC影响不大。Char-EC/Soot-EC在低负荷时逐渐上升，高负荷下则逐渐下降。此外，本论文还考察了共轨压力对常规排放以及颗粒物粒径分布、碳质组分等的影响。结果表明，随着轨压的增加，缸内燃烧放热率、最大压力升高率均上升，燃油消耗率下降，CO和HC降低，而NO_x排放更多；随轨压的增加，总颗粒物和积聚模态颗粒物的质量显著降低，，而核模态颗粒质量有所增加；总颗粒和核模态颗粒的数量排放随轨压的增加逐渐增加，而积聚态颗粒物则相应减少；随轨压的增加，颗粒物的粒径均向小粒径方向偏移，GMD降低，TC的排放随之降低，而Char-EC/Soot-EC有所上升。进一步考察EGR对常规排放以及颗粒物粒径分布、碳质组分等的影响，EGR的引入使得燃烧的放热率峰值以及燃烧持续时间均发生了不同程度的变化。随着EGR率的增加放热率在不同工况下均体现不同的变化规律，燃油消耗率则逐渐上升，HC、CO、烟度排放增加，而NO_x则大幅降低；当EGR加至30%时，NO_x生成量几乎为零。EGR增加了积聚模态及总颗粒物的质量与数量浓度，同时减小了核模态颗粒物的排放，随EGR增加，微粒粒径朝大粒径的方向偏移，如GMD由增加到了微粒，随着EGR率的升高，上面陈述的走势则更为显著，同时EGR增加了TC的比排放，Char-EC/Soot-EC因含氧量的减少而有所降低。最后考察预喷时刻对常规排放以及颗粒物粒径分布、碳质组分等的影响，结果表明，较小的预-主喷间隔下预喷产生的放热峰值较高；随着预喷时刻的提前，预喷燃烧峰值较低，持续期较长。主喷放热率变化不大，燃油消耗有所增加，HC与CO排放在低负荷时逐渐增加，但高负荷下变化并不大。NO_x和烟度均逐渐降低。随着预喷时刻的提前，颗粒物质量下降，同时朝小粒径方向进展，核模态颗粒物质量与数量上升，积聚模态则下降。GMD随预喷的提前略有减小走势，当预-主喷间隔小至10°CA时，燃烧放热率、颗粒物排放等都大幅增加。关键词：柴油机论文喷射对策论文废气再循环论文颗粒排放论文有机碳/元素碳论文
摘要5-7
Abstract7-11
第一章 绪论11-24
1.1 引言11-15
1.1.1 全球PM近况11-12
1.1.2 汽车与排放法规12-15
1.2 机动车排放污染物15-17
1.2.1 一氧化碳（CO）15-16
1.2.2 碳氢化合物（HC）16
1.2.3 氮氧化物（NO_x）16-17
1.2.4 颗粒物（PM）17
1.3 机动车排放颗粒物及其国内外探讨进展17-22
1.3.1 机动车排放颗粒物的生成机理17-18
1.3.2 机动车排放颗粒物的分类18-20
1.3.3 机动车排放颗粒物的危害20-22
1.3.4 国内外对机动车排放颗粒物粒径分布的探讨进展22
1.4 本课题探讨作用及主要工作内容22-24
第二章 柴油机微粒在线测试系统24-29
2.1 柴油机试验和排放测试系统24-25
2.2 试验用燃油及发动机参数25-26
2.3 排气颗粒物稀释系统26-27
2.4 其它试验设备27-28
2.5 本章小结28-29
第三章 柴油机喷油对策及EGR对燃烧与常规排放的影响29-50
3.1 主喷时刻对燃烧及排放的影响29-37
3.1.1 主喷时刻对缸内压力及燃烧放热率的影响30-33
3.1.2 主喷时刻对常规排放的影响33-36
3.1.3 主喷时刻对有效燃油消耗率及有效热效率的影响36-37
3.2 EGR率对燃烧及排放的影响37-42
3.2.1 EGR率对缸内压力及燃烧放热率的影响38-40
3.2.2 EGR率对常规排放的影响40-41
3.2.3 EGR率对有效燃油消耗率及有效热效率的影响41-42
3.3 预喷时刻对燃烧及排放的影响42-49
3.3.1 预喷时刻对缸内压力及燃烧放热率的影响43-46
3.3.2 预喷时刻对常规排放的影响46-48
3.3.3 预喷时刻对有效燃油消耗率及有效热效率的影响48-49
3.4 本章小结49-50
第四章 柴油机喷油对策及EGR对颗粒物排放的影响50-64
4.1 主喷时刻对颗粒物数量与质量浓度粒径分布的影响50-54
4.2 共轨压力对颗粒物数量与质量浓度粒径分布的影响54-56
4.3 EGR率对颗粒物数量与质量浓度粒径分布的影响56-59
4.4 预喷时刻对颗粒物数量与质量浓度粒径分布的影响59-62
4.5 本章小结62-64
第五章 柴油机喷油对策及EGR对颗粒物中碳质组分的影响64-73
5.1 OC、EC浅析策略65
5.2 主喷时刻对OC、EC的影响65-68
5.3 共轨压力对OC、EC的影响68-70
5.4 EGR对OC、EC的影响70-72
5.5 本章小结72-73
第六章 全文总结与工作展望73-76
6.1 全文总结73-74
6.2 工作展望74-76
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