碳酸二甲酯添加劑對在用柴油車碳煙排放影響的道路試驗

涂先庫

摘要 本文通過在柴油中添加碳酸二甲酯增加其含氧量，在少改變甚至不改變柴油車結構的條件下，探尋降低在用柴油車碳煙和NOx排放的技術措施。為了試驗柴油車燃用柴油與DMC混合燃料后對在用汽車碳煙排放的影響，筆者對在用柴油車進行了燃用柴油和混合燃料的道路行駛碳煙排放對比試驗。試驗結果表明在用柴油汽車燃用混合燃料后，碳煙排放可降低40%~60%。

關鍵詞 混合燃料；碳酸二甲脂；碳煙排放；柴油車

中圖分類號TK421 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）43-0055-02

1 概述

隨著我國城市化和現代化進程的加快，我國城市機動車數量迅速增長，人們在享受城市機動車帶來的便捷和效益的同時，也在承受機動車尾氣對環境的污染和對人體健康帶來的危害。特別是城市公交車普遍以柴油作為燃料，其尾氣中碳煙和NOx的排放是城市污染的主要污染源。國家、地方政府和企業針對城市公交柴油化的特點，投入大量的人力、物力、財力研究開發控制柴油車排放的技術措施[1]。筆者通過在柴油中添加含氧燃料（碳酸二甲酯，DMC）增加其含氧量，在少改變甚至不改變柴油車結構的條件下，探尋降低在用柴油車碳煙和NOx排放的技術措施。為了試驗柴油車燃用柴油與DMC混合燃料后對在用汽車碳煙排放的影響，課題組與寧波市公交總公司一起對在用柴油車進行了燃用柴油和混合燃料（含15%DMC的柴油）的碳煙排放對比試驗。

2 試驗準備

2.1 選取碳酸二甲酯添加比例

影響酸二甲酯添加比例的主要因素有DMC和柴油的互溶性、不同DMC添加比例對柴油機功率和排放的影響。相關研究表明[2，3]：隨著DMC添加比例的增加，混合燃料的互溶性下降、發動機功率下降、碳煙排放下降趨勢減緩，綜合考慮不同DMC添加比例對柴油機三者的影響，選取DMC的添加比例為15%。

2.2 選取道路試驗車輛

在寧波市公交五公司分別選取了不同運行里程、不同使用年限的3輛在用車輛，在檢測站分別燃用純柴油和15%DMC的混合燃料兩種燃料，在道路運行3km~5km后利用底盤測功機測量其功率。測試結果見表1。

測試結果表明，在用柴油車不管技術性能如何，燃用混合燃料時，功率都有所下降。為了使道路試驗更可靠，我們選取性能較好的浙B70018為我們的道路試驗車輛。

3試驗車輛燃用不同燃料道路行駛時碳煙排放對比試驗

3.1 試驗設備及連接

試驗所需設備有試驗車輛（浙B70018）、取樣探頭及傳輸管、不透光煙度計（NHT-1）、便攜式計算機、蓄電池(12V)、逆變器（CHX-800VA），設備間連接如圖1。12V蓄電池通過逆變器轉變為220V為計算機、分體式不透光煙度計的煙度分析儀和煙度顯示儀提供電源，取樣探頭將試驗車輛排氣管中的尾氣引入煙度分析儀，煙度分析儀將分析結果傳輸到煙度顯示儀，計算機又通過不透光煙度計專用記錄軟件從煙度顯示儀提取瞬態煙度值在計算機上顯示和保存。

3.2 道路試驗

在道路試驗時，選擇功率較高的浙B70018號車，分別燃用純柴油和15%DMC的混合燃料兩種燃料，利用不透光度計測量各自汽車運行工況下的煙度，并將數據通過數據接口傳入便攜式計算機，進行記錄和儲存。測試數據通過EXCEL軟件處理得到如圖2所示的測試結果：

從圖2可以看出：不管燃用純柴油還是15%DMC的混合燃料，汽車運行工況不同，其碳煙排放濃度不同；由于光吸收系數K的值越大，表示汽車排放的碳煙濃度越高，所以在道路試驗時汽車燃用15%DMC的混合燃料比燃用純柴油的碳煙排放濃度要小得多，圖形分析結果降低45%左右，即從道路試驗結果來看，在用柴油汽車燃用15%DMC含氧燃料可有效地降低碳煙排放。

4 結論

由以上道路試驗結果可以得出結論：不對發動機作任何改動的情況下，在在用柴油汽車燃用的柴油中添加碳酸二甲酯（DMC）形成的混合燃料，將有利于降低碳煙。在用柴油汽車燃用混合燃料后（15%DMC），碳煙排放平均降低40%~60%。因此，在柴油機中燃燒高含氧燃料，對于大量在用柴油汽車，特別是在城市交通中運行的柴油汽車, 控制其碳煙顆粒排放，是一條很有前途的技術路徑。

參考文獻

[1]涂先庫，黃永青，訾琨.在用柴油汽車排放污染物控制[J].小型內燃機與摩托車，2007(10)：61-64.

[2]任美風，趙小明.柴油添加劑與柴油的互溶性試驗研究[J].柴油機，2004（2）：42-44.

[3]訾琨，涂先庫，黃永青.柴油和碳酸二甲脂混合燃料對柴油機性能的影響[J].內燃機工程，2007(6)：63-66.

注：“本文中所涉及到的圖表、公式、注解等請以PDF格式閱讀”