第3期（总第230期） 2017年6月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
No.3(Serial No.230)
Jun.2017
稀燃条件下甲醇汽油混合燃料颗粒物排放特性
黄震"，洪伟"，姜恩伟”，姜北平"，解方喜"，李小平！
（1.吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室，吉林长春130022； 2.中国第一汽车股份有限公司技术中心，吉林长春130011)
摘要：在1台GDI增压汽油机上，进行了稀燃发动机燃用M0，M10和M20（其中M0为汽油，M10为甲醇体积分数10%、汽油体积分数90%的混合燃料，以此类推)甲醇汽油混合然料的试验，研究了在稀燃条件下甲醇汽油混合燃料对GDI发动机颗粒粒径分布特性、数量浓度特性和质量浓度特性的影响。试验结果表明；在稀燃条件下，随着甲醇比例的增加颗粒数量浓度峰值逐渐增大，颗粒数量浓度随粒径分布呈现出双峰分市；颗粒中的核态颗粒和积聚态颗粒的总数量都随甲醇比例的增加而增加，其中M20的积聚态和核态颗粒数量浓度最大；颗粒粒径峰值都随着甲醇比例的增加逐渐增大，并且核态颗粒粒径峰值主要集中在20.54～31.62nm，积聚态颗粒粒径峰值主要集中在56.23~100nm；颗粒质量浓度随甲醇比例的增加而增大，粒径分布在316～700nm的积聚态颗粒明显增多，积聚态颗粒质量浓度随粒径分布的范图明显增加，质量浓度电相应增加，而粒径分布在56.23～316nm范图内的颗粒质量浓度却在降低。
关键调：直喷汽油机；甲醇汽油；稀薄燃烧；颗粒 DOl; 10.3969/j.issn,1001-2222.2017.03.012
中图分类号：TK411.25
文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2017)03-0068-06
汽油缸内直喷(GDI)发动机因具有燃油经济性较好、排放低等优点，在乘用车上得到了越来越广泛的使用，并且成为国内外的研究热点之一[1-2]。但是由于直喷汽油机是将汽油直接喷人缸内，缩短了缸内混合气的混合时间，导致燃油雾化变差、混合气不均匀、局部过浓等。另外，汽油缸内直喷也会带来油束撞击燃烧室壁面造成燃油湿壁现象，从而使GDI 汽油机颗粒物排放明显增加。已有研究表明， GDI汽油机排放的颗粒大部分都是纳米级超细颗粒4}，粒径较小的超细颗粒具有较强的沉积作用，可以穿透人体肺泡进而侵害人体其他组织，对人类的健康造成了严重威胁[S}。因此，对GDI汽油机颗粒排放的研究受到了国内外学者的广泛关注‘}。
甲醇由于具有含氧量高、火焰传播速度快、辛烷值高、汽化潜热高和与汽油互溶性好等特点，因此可以应用在高压缩比发动机上，在提高发动机热效率方面具有很大的潜力。同时，由于甲醇的制备来源丰富，并且能够有效降低HC,CO及炭烟的排放，因此，甲醇燃料在汽油机上的应用受到了人们的高度
收稿日期：2016-11-28，修回日期：2017-06-02
重视和大力推广。
近些年国内外学者对GDI汽油机颗粒物排放进行了大量的探究，但这些研究主要集中在颗粒物质量和数量浓度随粒径分布规律上。国外学者 Andersson等()通过试验将GDI汽油机颗粒物排放随粒径分布规律与柴油机进行对比，发现GDI汽油机颗粒物粒径受燃烧模式的影响较大，颗粒物数量峰值比柴油机大2个数量级。Kubach等在 1台单缸GDI汽油机上利用双色法对颗粒物形成过程进行了研究，发现负荷和喷射压力对颗粒物排放量有较大影响。KingsleyReavell")研究了GDI汽油机在NEDC循环下颗粒的瞬态排放，研究表明 GDI发动机瞬态工况下在燃烧模式切换的过程中会出现颗粒排放峰值。国内学者帅石金等[10]研究了GDI汽油机的负荷、过量空气系数和点火时刻等参数对三效催化器后的颗粒排放特性的影响，试验结果表明，负荷、过量空气系数和点火时刻等参数和 TWC对颗粒粒径范围的影响较小，但对颗粒数量的影响明显。姚春德等11]在1台多点进气道喷射
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51276080)）害林省自然科学基金资助项目（20170101137JC）
作者介：黄震（1991一），男，碳士，主要研究方向为内燃机工作过程优化与控制，huangzhen-jluqq.com。通讯作者：姜北平（1982一），女，工程师，主要研究方向为内燃机工作过程优化与控制jiangbp③jlu,edu.cn。