传源南环境 E1-727201
研究与探讨
生物燃料对直喷式汽油抗PM排放影响的探讨
林铮
（福建信息职业技术学院
福建福州350003）
摘要使用生物燃料对直喷式汽油机的排放，特别是颗粒物(PM)排效影响进行探讨。与使用汽油相比，在直喷式汽油机内使用2-甲基呋哺(MF)和二甲基呋哺(DMF)生物然料燃烧表现出更好的抗爆震性能和更快的燃烧速度，产生更低的HC和 PM的排放量。与使用乙醇相比，在直喷式汽油机内使用DMF和MF生物燃料具有很低的燃料消耗。然而，由于燃烧温度更高， DMF和MF的NOx排放明显高于汽油作为燃料。
关键词生物燃料直喷式汽油机PM排放
中图分类号：TK41 1概述
文献标识码：A
文章编号：1672-9064(2015)06-014-02
3颗粒物PM排放
交通运输业面临着可再生能源供应和清洁运输的双重挑战。石油燃料是几十年来运输的主要能源，但是这种状况不能永远持续下去。由于环保意识的增强，世界各地的监管机构对汽车和汽油行业施加越来越大的压力，以减少度气排放，提高燃油经济性。一些研究认为，电动汽车将是最终的解决方案，但是先进的电池技术和电池的处理问题可能需要几十年才能得到充分解决。相关的基础设施建设(如充电桩)成为电动汽车快速发展的障碍。有一些中期的解决方案，如氢燃料电池和混合动力车。对于氢燃料电池的解决方案，还有技术间题，如氢气生产、运输和储存还有待于探讨和研究。
在火花点火发动机中有许多技术可用于改善燃油经济性和减少排放。这些技术包括在气缸的方法，如直接喷射、4/ 2冲程发动机模式开关、涡轮增压、可变气门升程和气门正时，并使用燃烧分层燃烧；发动机的方法，如高效率的催化转换器和粒子捕提。
也有人认为，生物燃料是解决方案的一部分。生物乙醇被混合到汽油，由于其可再生性，高抗爆囊能力，使碳氢化合物(HC)和颗粒物(PM)的排放量较低。然面，生物乙醇有一定的缺点：燃料经济性较低，易溶于水，生产成本高。1个优越的替代生物乙醇燃料的导找是能源发展的关键。2007年改进的2-甲基哺(MF)和二甲基呋脯(DMF)的生产方法是以果糖为原料，生产的MF和DMF是可再生生物燃料， DMF和MF被广泛用作汽油的替代品，其对发动机性能和
排放的影响需要评估。 2直喷式汽油发动机
车辆采用直喷式汽油发动机(CDI)以提高燃油经济性和减少二氧化碳排放，在上世纪90年代末已进人汽车市场。 CGDI是利用高压(5~15MPa)将燃油直接喷人气缸，其数量和时间由1个电子控制单元(ECU)精确控制。与传统的喷嘴燃料喷射(PFI)喷油系统相比，直接注人提供了1个更好的燃油计量和改进的喷射募化。三菱GDI的第1辆车在1996年发布，大众在2000年推出燃油分层喷射(FSI)GDI发动机。与其它先进技术如VVT、涡轮增压和分层稀燃技术相比， GDI发动机在部分负荷进一步降低燃油消耗20%~25%。
欧洲标准V规定，轻型商用汽油车PM的最大排放量 4.5mg/kmg
(1)PM排放的危险。纳米微粒很难被过滤，它们停留在大气中的时间很长。超细颗粒物（UFPs）直径小于100nm，有足够高的表面体积比，使他们高度活跃。一些粒子含有苯并芪，它是一种致癌物质，可能使DNA损伤和突变，导致肺、淋巴结和膀胱癌。除了对人体健康造成伤害外，粒子在大气中散发，吸收太阳辐射和红外线辐射会影响气候。研究表明， PM是全球变暖的原因。还有研究显示，烟灰或煤灰降低有效转换效率，提高起燃温度。
(2)烟尘形成机制。烟尘是丰富的燃料/空气比的条件下形成的(入<0.5)，碳氢燃料分解为短链不饱和烃如乙炔，然后形成多环芳烃(PHAs)，这个过程形成烟尘聚集和凝结。
(3)不同类型发动机颗粒物PM排放。GDI发动机比等效的PFI发动机产生更多PM排放，与GDI发动机(2~13mg/ km)相比，传统的柴油机具有更高的发动机的PM排放(1~ 40mg/km）。配备柴油颗粒过滤器能够使传统柴油机PM排放下降到1mg/km。粒子数(PN)的排放也有明显的不同；常规柴油机(5x10")>GDI(5x10)>柴油微粒捕集器DPF(1x 10")。催化剂排放控制协会(AECC)提出的数据，显示出类似的结果，根据发动机的结构和工作条件，CDI的PM排放量为0.8~22.11mg/km的范围内，PN的排放为6x10~1.5×103 的范围内。不同CDI发动机的PM排放量有显著性差异，缸内直喷式汽油发动机的PM排放量接近于柴油发动机，烟尘中PM含量为72%。喷雾引导CDI发动机的PM排放主要是挥发性成分，而烟尘中PM含量为2%~29%，主要取决于发动机工作条件。
(4)燃料组成对汽油发动机排放的影响。PM的排放量很大程度上取决于燃料性质如芳烃含量、蒸汽压、沸点范围和氧含量。燃料的沸点范围直接决定了燃油蒸发，与PM排放相关。异辛烷等液体燃料比丙烷等气体燃料产生更高的 PM排放量。PM指数是用来预测汽油车颗粒物排放的，计算过全球1445个汽油燃料分布点的PM，范围从3.86到0.67。据报道，相比汽油，乙醇在GDI发动机产生较少的PM排放。
作者简介；林停（1964-），女，制教投，现就职于据建信息职业技术学院，从事教学工作。
2015.NO.6.
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