面向柴油机排放的含氧燃料掺混比设计(附件)
随着经济的快速发展，我国的机动车数量也随之快速增长，虽然机动车普及带给我们许多便捷之处，但是机动车带来的大气污染问题也愈加严重。在原油中添加车用油品可以有效改善尾气中的污染物排放情况，本文旨在研究掺混含氧燃料对柴油机排放带来的影响。在发动机台架上进行纯柴油与聚甲氧基二甲醚进行掺烧实验，掺混的聚甲氧基二甲醚的比例分别为5%（P5）、8%（P8）、10%（P10）、12%（P12）、15%（P15）和20%（P20），研究不同掺烧比例的燃料对排放影响。掺混一定比例的聚甲氧基二甲醚可以减少和的排放，在小负荷下削减效果最好，而的排放量在掺混了聚甲氧基二甲醚之后有一定程度的升高。颗粒物数浓度在不同的负荷下有不同的变化，当发动机处于低负荷状态下的时候，颗粒物数浓度虽然是减少的，但是当掺烧比例升高之后，削减量开始降低；发动机在中等负荷时，颗粒物数浓度的变化较小；当发动机处于高负荷运转时，随着掺烧的聚甲氧基二甲醚比例增加，颗粒物数浓度的数量是先升高后降低。总体来看，在柴油中掺烧的聚甲氧基二甲醚的比例越高，颗粒物数浓度的削减量越大。关键词 柴油，聚甲氧基二甲醚，掺烧比例，排放，颗粒物
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2国内外研究现状 2
1.3研究意义 3
第二章 实验装置及试验方法 3
2.1 实验装置 3
2.2 试验方法 5
第三章 聚甲氧基二甲醚对柴油机排放的影响 6
3.1使用PODE混合燃料对气态污染物排放的影响 6
3.1.1 CO和CHO 6
3.1.2 NOx 8
3.2 使用PODE混合燃料对颗粒物排放的影响 9
3.2.1 PODE对尾气中颗粒物质量（PM）的影响 9
3.2.2 PODE对尾气中颗粒物数浓度（PN）的影响 9
结论 19
致 谢 20
参考文献 21
第一章 绪论
1.1研究背景
2017年1月10日，公安部交通管理局[1]发布了最新的统计情况，截止到2016年底为止，最新全国机动车、驾驶人统计数据显示，我国全国的机动车数量和驾驶人 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
的人数还是保持着快速的增长，新登记汽车2752万辆，新增驾驶人3314万人。截至2016年底，全国机动车保有量达到2.9亿辆，其中汽车1.94亿辆，数据显示，与2015年相比，我国的私家车增长了15.08%，增加了2208万辆，全国平均每百户家庭就拥有36辆私家车。
随着经济的快速发展，我国的机动车的数量也在飞速的增加，这虽然给我们的生活带来许多的便捷之处，但是机动车的快速增长也带来很多的环境污染问题。2015年，全国机动车排放污染物核算为4532.2万吨，比2014年削减0.3%，其中氮氧化物（NOx）584.9万吨，碳氢化合物（HC）430.2万吨，一氧化碳（CO）3461.1万吨，颗粒物（PM）56.0万吨[1]。
我国的环境污染问题仍然十分的严重，而机动车的污染物排放问题是其中不可或缺的一部分，大气污染中的氮氧化物、颗粒物、碳氢和碳氧化物主要都是由机动车排放的。和汽油车相比，柴油车拥有很多汽油车所没有的优点，它的热效率较高、在低转速下扭距较大、功率覆盖面更广，所以目前柴油车在我国的交通运输中有着不可或缺的地位，例如大型货车和大型的载客汽车，基本都是靠柴油机来驱动的。相比较于国外，我国的柴油车保有量并不是很高，但是大部分的NOx和PM的排放都是由柴油车造成的，机动车排放污染物中70%以上的NOx和90%以上的PM均来自于柴油车，人们也越来越重视柴油车所带来的环境污染问题了。
针对环境污染的问题，国家也开始出台相关的法律法规。在一五年的八月份，十二届全国人民大表大会十六次会议就通过了新修订的大气污染防治法，这些相关法律的出台使得地方以及政府开始更加注重机动车的污染排放情况。为了响应政府的相关要求，各个地方上的相关部门都开始抓紧治理机动车污染排放的相关问题，其中包括新车上路更加严格的要求，旧车的环保管理以及报废污染超标的报废车。另外相关部门也开始更加注重车用油品的改善，开始对车用燃料添加车用油品改善发动机污染的排放，通过这些一系列的相关措施，使得机动车的管理取得了不小的进步。本文主要探讨使用不同掺混比的含氧燃料对柴油机的排放的影响，以此来减少柴油机污染物的排放。
1.2国内外研究现状
随着科技水平的提高，国内外对于汽车的研究也是越来越深入，国家也出台了很多限排的相关法规，我们知道车用油品对汽车排放的减少有着非常大的作用，通过查阅相关资料我们发现使用醇类含氧燃料能够明显减少颗粒物的产生，而掺混非醇类含氧燃料也可以减少气缸内颗粒物数量[38]，但是关于此次研究的聚甲氧基二甲醚这类含氧燃料，相关的研究的内容还非常稀缺，因此我在下方列举一些国内外研究的事例来大概了解一下国内外对含氧燃料的研究现状。
德国曼恩（MAN）公司的Bj?rn等人[9]选了一台柴油机作为实验仪器，他们在柴油中掺烧了聚甲氧基二甲醚之后对发动机的排气物中的颗粒物做了详细的研究。研究的结果表明，当柴油中掺烧的聚甲氧基二甲醚的比例为20%的时候，发动机在ESC和ETC工况下，颗粒物质量降低40%和50%，碳烟降低60%和50%，颗粒物数浓度降低25%和40%。
广西大学的李萦[10]采用试验研究的方法,在一台重型柴油机上,系统研究PODE柴油掺混燃料对柴油机燃烧与排放的影响。研究结果表明,提高发动机的喷油压力,可以有效降低碳烟的排放，还可以通过推迟主燃烧的相位来降低碳烟和碳氧化物的排放，但是这样做会使得有效燃油消耗率上升。
上海海事大学的洪亮[11]在论文《含氧燃料对柴油发动机的燃烧和排放性能影响研究》中提出在柴油中加入含氧燃料确实能够提高柴油机的工作性能，而且能够显著的降低尾气中的污染物排放，其中碳烟含量的减少量最为明显。并且他还通过研究发现，尾气中的碳烟排放和添加的含氧燃料的多少有着直接的关系，当添加的含氧燃料增加的时候，尾气中碳烟排放是单调减少的，种种研究结果都指出使用含氧燃料能够大幅度降低污染物的排放，对于改善大气环境具有重要的意义。
1.3研究意义
通过国内外的研究现状可以看出，使用含氧燃料能够有效的提高柴油机的性能并且能够改善柴油机的污染排放，但是任何东西都是有利有弊的，伴随着不同气体污染物和颗粒物之间tradeoff的关系，柴油机排放的污染物存在着此消彼长的情况[2]。通过国内外的研究现状可以看出，使用含氧燃料添加剂确实能够有效的降低HC、CO和碳烟的排放情况，但是有部分的研究结果显示，使用含氧燃料后PM的排放较之普通柴油会有上升，并且大多数的研究者经过试验得出的结论是NOx有一定程度的上升或者不变。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景 1
1.2国内外研究现状 2
1.3研究意义 3
第二章 实验装置及试验方法 3
2.1 实验装置 3
2.2 试验方法 5
第三章 聚甲氧基二甲醚对柴油机排放的影响 6
3.1使用PODE混合燃料对气态污染物排放的影响 6
3.1.1 CO和CHO 6
3.1.2 NOx 8
3.2 使用PODE混合燃料对颗粒物排放的影响 9
3.2.1 PODE对尾气中颗粒物质量（PM）的影响 9
3.2.2 PODE对尾气中颗粒物数浓度（PN）的影响 9
结论 19
致 谢 20
参考文献 21
第一章 绪论
1.1研究背景
2017年1月10日，公安部交通管理局[1]发布了最新的统计情况，截止到2016年底为止，最新全国机动车、驾驶人统计数据显示，我国全国的机动车数量和驾驶人 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
的人数还是保持着快速的增长，新登记汽车2752万辆，新增驾驶人3314万人。截至2016年底，全国机动车保有量达到2.9亿辆，其中汽车1.94亿辆，数据显示，与2015年相比，我国的私家车增长了15.08%，增加了2208万辆，全国平均每百户家庭就拥有36辆私家车。
随着经济的快速发展，我国的机动车的数量也在飞速的增加，这虽然给我们的生活带来许多的便捷之处，但是机动车的快速增长也带来很多的环境污染问题。2015年，全国机动车排放污染物核算为4532.2万吨，比2014年削减0.3%，其中氮氧化物（NOx）584.9万吨，碳氢化合物（HC）430.2万吨，一氧化碳（CO）3461.1万吨，颗粒物（PM）56.0万吨[1]。
我国的环境污染问题仍然十分的严重，而机动车的污染物排放问题是其中不可或缺的一部分，大气污染中的氮氧化物、颗粒物、碳氢和碳氧化物主要都是由机动车排放的。和汽油车相比，柴油车拥有很多汽油车所没有的优点，它的热效率较高、在低转速下扭距较大、功率覆盖面更广，所以目前柴油车在我国的交通运输中有着不可或缺的地位，例如大型货车和大型的载客汽车，基本都是靠柴油机来驱动的。相比较于国外，我国的柴油车保有量并不是很高，但是大部分的NOx和PM的排放都是由柴油车造成的，机动车排放污染物中70%以上的NOx和90%以上的PM均来自于柴油车，人们也越来越重视柴油车所带来的环境污染问题了。
针对环境污染的问题，国家也开始出台相关的法律法规。在一五年的八月份，十二届全国人民大表大会十六次会议就通过了新修订的大气污染防治法，这些相关法律的出台使得地方以及政府开始更加注重机动车的污染排放情况。为了响应政府的相关要求，各个地方上的相关部门都开始抓紧治理机动车污染排放的相关问题，其中包括新车上路更加严格的要求，旧车的环保管理以及报废污染超标的报废车。另外相关部门也开始更加注重车用油品的改善，开始对车用燃料添加车用油品改善发动机污染的排放，通过这些一系列的相关措施，使得机动车的管理取得了不小的进步。本文主要探讨使用不同掺混比的含氧燃料对柴油机的排放的影响，以此来减少柴油机污染物的排放。
1.2国内外研究现状
随着科技水平的提高，国内外对于汽车的研究也是越来越深入，国家也出台了很多限排的相关法规，我们知道车用油品对汽车排放的减少有着非常大的作用，通过查阅相关资料我们发现使用醇类含氧燃料能够明显减少颗粒物的产生，而掺混非醇类含氧燃料也可以减少气缸内颗粒物数量[38]，但是关于此次研究的聚甲氧基二甲醚这类含氧燃料，相关的研究的内容还非常稀缺，因此我在下方列举一些国内外研究的事例来大概了解一下国内外对含氧燃料的研究现状。
德国曼恩（MAN）公司的Bj?rn等人[9]选了一台柴油机作为实验仪器，他们在柴油中掺烧了聚甲氧基二甲醚之后对发动机的排气物中的颗粒物做了详细的研究。研究的结果表明，当柴油中掺烧的聚甲氧基二甲醚的比例为20%的时候，发动机在ESC和ETC工况下，颗粒物质量降低40%和50%，碳烟降低60%和50%，颗粒物数浓度降低25%和40%。
广西大学的李萦[10]采用试验研究的方法,在一台重型柴油机上,系统研究PODE柴油掺混燃料对柴油机燃烧与排放的影响。研究结果表明,提高发动机的喷油压力,可以有效降低碳烟的排放，还可以通过推迟主燃烧的相位来降低碳烟和碳氧化物的排放，但是这样做会使得有效燃油消耗率上升。
上海海事大学的洪亮[11]在论文《含氧燃料对柴油发动机的燃烧和排放性能影响研究》中提出在柴油中加入含氧燃料确实能够提高柴油机的工作性能，而且能够显著的降低尾气中的污染物排放，其中碳烟含量的减少量最为明显。并且他还通过研究发现，尾气中的碳烟排放和添加的含氧燃料的多少有着直接的关系，当添加的含氧燃料增加的时候，尾气中碳烟排放是单调减少的，种种研究结果都指出使用含氧燃料能够大幅度降低污染物的排放，对于改善大气环境具有重要的意义。
1.3研究意义
通过国内外的研究现状可以看出，使用含氧燃料能够有效的提高柴油机的性能并且能够改善柴油机的污染排放，但是任何东西都是有利有弊的，伴随着不同气体污染物和颗粒物之间tradeoff的关系，柴油机排放的污染物存在着此消彼长的情况[2]。通过国内外的研究现状可以看出，使用含氧燃料添加剂确实能够有效的降低HC、CO和碳烟的排放情况，但是有部分的研究结果显示，使用含氧燃料后PM的排放较之普通柴油会有上升，并且大多数的研究者经过试验得出的结论是NOx有一定程度的上升或者不变。
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