直噴汽油機(jī)起動(dòng)及暖機(jī)過(guò)程微粒排放特性研究

【摘要】：隨著車輛制造技術(shù)的日趨成熟和轎車的普及，缸內(nèi)直噴汽油機(jī)因其巨大的節(jié)油潛力和較低的溫室氣體排放優(yōu)勢(shì)越來(lái)越廣泛的搭載于乘用車上。但直噴汽油機(jī)直接向氣缸內(nèi)噴射燃油與空氣混合后形成可燃混合氣的工作方式導(dǎo)致排放惡化，尤其是在起動(dòng)及暖機(jī)過(guò)程微粒的排放顯著增多。本文通過(guò)對(duì)缸內(nèi)直噴汽油機(jī)不同冷卻液溫度起動(dòng)及暖機(jī)過(guò)程微粒數(shù)量濃度的變化歷程以及怠速工況微粒粒徑分布的測(cè)量與分析，探究怠速工況改變噴油時(shí)刻，點(diǎn)火時(shí)刻，過(guò)量空氣系數(shù)、轉(zhuǎn)速等控制參數(shù)對(duì)微粒數(shù)量、表面積、體積濃度及粒徑分布的影響，闡述直噴汽油機(jī)起動(dòng)及暖機(jī)過(guò)程微粒的排放特性。主要研究結(jié)論如下： 1、怠速工況下，隨著點(diǎn)火時(shí)刻的提前，微粒數(shù)量濃度、體積濃度和表面積濃度有所增加。微粒數(shù)量濃度粒徑分布呈單峰分布，核模態(tài)微粒數(shù)量濃度粒徑分布峰值很小并不明顯，并且積聚模態(tài)微粒數(shù)量濃度粒徑分布峰值向大粒徑方向移動(dòng)。 2、核模態(tài)微粒和積聚模態(tài)微粒數(shù)量濃度隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而增大，微粒數(shù)量濃度粒徑分布呈單峰分布，核模態(tài)微粒數(shù)量濃度峰值很小并不明顯。微粒表面積濃度和體積濃度也隨轉(zhuǎn)速的增加而增大。 3、可燃混合氣偏濃和偏稀均會(huì)導(dǎo)致微粒數(shù)量濃度的增加。過(guò)量空氣系數(shù)為1.0時(shí)微粒數(shù)量濃度達(dá)到最小值。微粒數(shù)量濃度粒徑分布呈單峰分布，核模態(tài)微粒的濃度峰值相對(duì)積聚模態(tài)微粒小1-2個(gè)數(shù)量級(jí)。 4、隨著噴油時(shí)刻的提前，微粒數(shù)量濃度因燃油與空氣混合時(shí)間的增加而減少并呈單峰分布。積聚模態(tài)微粒數(shù)量濃度大于核模態(tài)數(shù)量濃度，微粒表面積和體積濃度隨噴油時(shí)刻的提前而減小。 5、壁面誘導(dǎo)型4G15和進(jìn)氣引導(dǎo)型1.4T直噴汽油機(jī)起動(dòng)過(guò)程微粒數(shù)量濃度峰值隨冷卻水溫度的升高而減小。在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的1-2s內(nèi)，微粒數(shù)量濃度迅速升高并達(dá)到峰值，4G15直噴汽油機(jī)比1.4T直噴汽油機(jī)的微粒數(shù)量濃度峰值高1-2個(gè)數(shù)量級(jí)。怠速暖機(jī)過(guò)程微粒數(shù)量濃度逐漸下降最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，使用97#汽油、市售E93#汽油和市售E97#汽油對(duì)微粒數(shù)量排放沒(méi)有明顯影響。與微粒排放規(guī)律相一致，HC體積濃度峰值在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程隨冷卻水溫度的升高而逐漸減小，進(jìn)入怠速暖機(jī)后HC體積濃度有所下降并最終趨于穩(wěn)定并且4G15直噴汽油機(jī)HC排放明顯高于1.4T直噴汽油機(jī)。 【關(guān)鍵詞】：直噴汽油機(jī) 微粒 起動(dòng) 暖機(jī)
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TK411.5
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 引言11-13
• 1.1.1 汽車、能源與環(huán)境11-12
• 1.1.2 GDI 汽油機(jī)的特點(diǎn)12-13
• 1.2 內(nèi)燃機(jī)的微粒排放13-16
• 1.2.1 微粒的尺寸劃分及危害13-14
• 1.2.2 內(nèi)燃機(jī)微粒排放的現(xiàn)狀14-15
• 1.2.3 汽油機(jī)微粒排放標(biāo)準(zhǔn)15-16
• 1.3 汽油機(jī)微粒排放的現(xiàn)狀16-19
• 1.3.1 微粒排放的測(cè)試手段16-17
• 1.3.2 微粒排放的影響因素17-18
• 1.3.3 起動(dòng)及暖機(jī)過(guò)程微粒排放18-19
• 1.4 本課題研究的意義及研究?jī)?nèi)容19-21
• 第二章 試驗(yàn)平臺(tái)搭建和試驗(yàn)方案21-29
• 2.1 前言21-22
• 2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)及控制系統(tǒng)22-24
• 2.2.1 試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)22
• 2.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)22-23
• 2.2.3 溫度控制系統(tǒng)23-24
• 2.3 微粒采集與分析系統(tǒng)24-27
• 2.3.1 微粒粒徑譜儀（EEPSTM3090）24-26
• 2.3.2 尾氣稀釋系統(tǒng)26-27
• 2.3.3 微粒數(shù)量、表面積、體積及質(zhì)量濃度計(jì)算27
• 2.4 試驗(yàn)方案27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 怠速控制參數(shù)對(duì)微粒排放影響研究29-53
• 3.1 前言29
• 3.2 點(diǎn)火時(shí)刻對(duì)微粒粒徑分布特性的影響研究29-34
• 3.2.1 微粒粒徑分布特性29-31
• 3.2.2 微粒數(shù)量、表面積濃度特性31-33
• 3.2.3 微粒體積濃度特性33-34
• 3.3 怠速轉(zhuǎn)速對(duì)微粒粒徑分布特性的影響研究34-41
• 3.3.1 微粒粒徑分布特性34-36
• 3.3.2 微粒數(shù)量、表面積濃度特性36-39
• 3.3.3 微粒體積濃度特性39-41
• 3.4 過(guò)量空氣系數(shù)對(duì)微粒粒徑分布特性的影響研究41-46
• 3.4.1 微粒粒徑分布特性41-43
• 3.4.2 微粒數(shù)量、表面積濃度特性43-45
• 3.4.3 微粒體積濃度特性45-46
• 3.5 噴油時(shí)刻對(duì)微粒粒徑分布特性的影響研究46-51
• 3.5.1 微粒粒徑分布特性46-48
• 3.5.2 微粒數(shù)量、表面積濃度特性48-50
• 3.5.3 微粒體積濃度特性50-51
• 3.6 本章小結(jié)51-53
• 第四章 GDI 起動(dòng)及暖機(jī)過(guò)程微粒數(shù)量濃度變化歷程研究53-59
• 4.1 前言53
• 4.2 4G15 直噴汽油機(jī)起動(dòng)及暖機(jī)過(guò)程微粒數(shù)量濃度變化歷程研究53-54
• 4.3 1.4T 直噴汽油機(jī)起動(dòng)及暖機(jī)過(guò)程微粒數(shù)量濃度變化歷程研究54-56
• 4.4 本章小結(jié)56-59
• 第五章 全文總結(jié)及工作展望59-63
• 5.1 全文總結(jié)59-61
• 5.2 工作展望61-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 科研成果及參與項(xiàng)目說(shuō)明67-69
• 致謝69

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環(huán)保和節(jié)能對(duì)于我們同樣重要    本報(bào)記者 馮淑娟

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綠色汽車交通潮起全球    劉林森

“吃氣”的汽車    張劍雯

支持“綠色奧運(yùn)”中意合力改善城市環(huán)境質(zhì)量    劉昕

新航集團(tuán)實(shí)現(xiàn)汽車零部件又好又快發(fā)展    林俊 李安勇

玉柴：發(fā)展跑得快全靠專利帶    朱小潔

綠色公交龍城上路    本報(bào)記者 任曉明

柴油轎車看好中國(guó)市場(chǎng)    本報(bào)記者 黃冀軍

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柴油機(jī)燃用F-T柴油的基礎(chǔ)研究    劉立東

柴油機(jī)微粒捕集器及其再生技術(shù)研究    王丹

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碰撞式取樣系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及在柴油機(jī)燃燒分析中的應(yīng)用    趙佳佳

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采用EGR結(jié)合DOC實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)低排放的研究    鄭尊清

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