基于TEM評估缸內(nèi)直噴汽油機產(chǎn)生顆粒物的大小

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基于TEM評估缸內(nèi)直噴汽油機產(chǎn)生顆粒物的大小

直噴汽油機（GDI發(fā)動機）產(chǎn)生的顆粒物質(zhì)量和顆粒物數(shù)量都比端口燃油噴射（PFI）火花點火發(fā)動機多。本文利用透射電子顯微鏡（TEM）評估3種不同直噴發(fā)動機在不同工況下產(chǎn)生的顆粒物大小。使用1個單缸發(fā)動機和2個普通發(fā)動機收集缸內(nèi)直噴發(fā)動機產(chǎn)生的顆粒。單缸發(fā)動機是威斯康星大學麥迪遜分校發(fā)動機研究中心（ERC）開發(fā)的用于項目研究的發(fā)動機。2個普通發(fā)動機分別是現(xiàn)代2.4L 4缸GDI發(fā)動機和通用2.2L 4缸GDI發(fā)動機。現(xiàn)代GDI發(fā)動機是在不同轉(zhuǎn)速（1500r/ min，3000r/min）、不同發(fā)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(fā)動機是在轉(zhuǎn)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(fā)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?shù)拓摵汕已舆t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(tài)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(fā)性物質(zhì)）。

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