柴油机生物柴油和润滑油对废气和颗粒物排放的影响

2017-12-08 16:05李臣
汽车文摘 2017年7期
关键词:后处理润滑油颗粒物

柴油机生物柴油和润滑油对废气和颗粒物排放的影响

汽车是引发全球变暖的一个主要原因,使用电动汽车可以解决因使用汽车带来的影响。预计2050年全球汽车保有量将达到25亿辆,如果将这些汽车全部转变为电动汽车则十分困难,因此使用碳排放较低的生物柴油,再结合相关后处理系统则可以缓解该问题。柴油机因其具有较高的热效率和可用燃料的多样性而成为降低排放、改善燃油经济性最具潜力的发动机。对此,通过试验将混合不同比例生物柴油混合燃料的排放与传统柴油的排放进行了研究对比。同时,分析不同种类润滑油及其温度变化以及后处理系统对发动机排放的影响。

试验使用一台排量为3.0L的直列4缸、涡轮增压直喷柴油机,其上还装配了高压共轨喷油系统、废气再循环系统、水冷却器。采用的后处理系统包括柴油氧化催化剂和壁流式柴油颗粒过滤器。在制备测试燃料时,传统柴油使用日本工业标准(JIS)规定的JIS#3柴油,生物柴油采用从废食用油中提取的脂肪酸甲酯。对质量分数分别为20%和50%生物柴油与传统柴油混合得到的混合燃料进行测试,同时也对纯传统柴油和纯生物柴油燃料进行测试。测试使用的润滑油为粘稠度为10W-30、市场上在售的矿物润滑油和合成润滑油这两种。试验时,冷却液温度为80℃,发动机在扭矩200Nm、转速1800r/min、平均有效压力0.84MPa的条件下运行。在测试润滑油温度对发动机排放的影响时,润滑油温度的变化范围为85~115℃,发动机负荷平均有效压力设定为0.21~0.84MPa。试验结果表明:①使用混合燃料后,CO、HC和烟雾最大降低了20.8%、74.7%和74%,但由于生物柴油中氧含量增多,使得燃油消耗、CO2和NOx分别增加了5.5%、5.8%和36.5%;②使用混合燃料和后处理系统,可使排放中颗粒物含量约降低了99.95%,得到的排放气几乎与大气相同;③润滑油温度增加20~25℃,可以改善燃油消耗,在高负荷时约降低3%,在低负荷时约降低8%;④润滑油种类对柴油机排放和燃油消耗的影响很微小。

Kazutoshi Mori et al.SAE 2015-01-1932.

编译:李臣

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