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汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排放納米顆粒污染物的分析

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的納米廢氣顆粒將影響空氣質(zhì)量。由于納米廢氣顆粒的尺寸非常小（直徑一般僅有幾納米），因此這些粒子可以深入滲透到人體肺泡中，對(duì)人體健康產(chǎn)生惡劣影響。目前人們熟知的廢氣顆粒形成模式主要基于柴油機(jī)燃燒不完全產(chǎn)生廢氣顆粒的模式，主要有“煙灰模式”、“蓄積模式”或“成核模式”，并且排放的煙塵顆粒的平均直徑在40～100nm之間。汽油機(jī)的排氣顆粒濃度通常比柴油機(jī)的排氣顆粒濃度低，因此很少對(duì)汽油機(jī)的廢氣顆粒進(jìn)行研究。但是，隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)了許多可以改善汽油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性系統(tǒng)，如直接燃油噴射技術(shù)等，這些新技術(shù)的應(yīng)用增加了汽油機(jī)的顆粒排放量。除此之外，車輛行駛工況的改變也會(huì)對(duì)顆粒物的排放產(chǎn)生影響。通過對(duì)汽油直噴乘用車在底盤測(cè)功機(jī)上的測(cè)試情況來研究發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)排放顆粒物的數(shù)量，重點(diǎn)關(guān)注顆粒物的性質(zhì)以及排放過程。

發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)被廣泛用于車輛減速以及防止在下坡行駛時(shí)加速。對(duì)于汽油直噴車輛來說，發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)的耗油量為零。一般情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)車輛的慣性將使曲軸保持旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，但不消耗燃料。發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣流量通常由節(jié)氣門限制。進(jìn)入氣缸中的空氣被壓縮至較高的壓力，導(dǎo)致溫度上升，最后排放到大氣中形成排氣顆粒。這些顆粒物的特性和形成機(jī)制與煙塵等排放物顯著不同。通過研究表明，這些顆粒是不揮發(fā)的，其來源于發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油，形成于催化之前。發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的納米顆粒占發(fā)動(dòng)機(jī)排放粒子數(shù)目的比重很高，試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果達(dá)到20%～30%。

然而，這些納米顆粒在相關(guān)排放法規(guī)和健康風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估中沒有被考慮。通過研究表明，可以通過排氣顆粒過濾系統(tǒng)來減少發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)時(shí)顆粒的排放量。此外，減少這些顆粒排放的另一種潛在但不直接的方式是改善發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油的特性，如金屬含量或粘度。

刊名：Environment Science and Technology（英）

刊期：2014年第3期

作者：Topi R?nkk? et al

編譯：郭明超