朱仁成，鮑曉峰，賈明，岳欣，劉澤民，王博文

1.南京航空航天大學(xué)能源與動(dòng)力學(xué)院，江蘇 南京　2100162.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院國(guó)家環(huán)境保護(hù)機(jī)動(dòng)車污染控制與模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京　100012

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汽油清凈劑對(duì)汽車尾氣排放影響及其清凈性研究

朱仁成1,2，鮑曉峰2,1*，賈明2，岳欣2，劉澤民2，王博文2

1.南京航空航天大學(xué)能源與動(dòng)力學(xué)院，江蘇 南京2100162.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院國(guó)家環(huán)境保護(hù)機(jī)動(dòng)車污染控制與模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100012

摘要通過(guò)整車轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)，對(duì)比研究了10種市售清凈劑在分別加入93#汽油后，汽車尾氣排放的變化情況；從中選取一種性能良好的物理清凈劑，通過(guò)1.2×104km道路行車試驗(yàn)和發(fā)動(dòng)機(jī)拆解試驗(yàn)，進(jìn)一步評(píng)價(jià)該清凈劑的節(jié)能減排效果及對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)沉積物的清潔作用。結(jié)果表明：整體來(lái)看，使用所選的10種汽油清凈劑后，汽車尾氣排放會(huì)有不同程度的下降；但有的清凈劑可能會(huì)增加尾氣中個(gè)別污染物的排放，尤其是HC和NOx。加入所選物理清凈劑后，受試車輛的HC、CO及NOx排放量分別下降14.3%、13.6%和16.7%，油耗下降3.5%；與加劑前相比，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的進(jìn)氣閥和缸蓋部位沉積物均有所減少，其中進(jìn)氣閥沉積物質(zhì)量減少6.8%，但對(duì)活塞頂部沉積物無(wú)明顯抑制或清潔作用。試驗(yàn)還證明了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)拆解重裝后，磨合期內(nèi)CO和NOx排放量及油耗會(huì)有所增加；但清除缸內(nèi)沉積物后，受試車輛的尾氣排放和油耗情況均有所改善。

關(guān)鍵詞汽油清凈劑；尾氣排放；油耗；清凈性

隨著機(jī)動(dòng)車保有量的持續(xù)增加和石化資源的不斷減少，我國(guó)汽車尾氣污染控制和燃油經(jīng)濟(jì)性壓力越來(lái)越大，節(jié)能、減排仍是目前汽車行業(yè)研究的重要問(wèn)題之一[1]。與歐盟、美國(guó)和日本相比，我國(guó)汽油以催化裂化為主，烯烴含量較高，低溫下更易氧化形成沉積物，堵塞噴嘴。大量研究[2-5]表明，使用合適清凈劑是提高汽油品質(zhì)、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的一種切實(shí)有效措施。《車用汽油清凈劑》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)自2005年5月1日開(kāi)始實(shí)施，極大促進(jìn)了我國(guó)汽油清凈劑行業(yè)的發(fā)展。目前，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)清凈劑品牌多達(dá)數(shù)百種，為汽油車實(shí)際運(yùn)行中的節(jié)能減排起了很大作用。但由于缺少有效的監(jiān)管手段及終端管理缺位，我國(guó)市場(chǎng)上的汽油清凈劑質(zhì)量和作用效果很難得到保證。

車用汽油清凈劑按照不同的生產(chǎn)工藝及其組成可以細(xì)分為化學(xué)清凈劑、物理清凈劑及生物清凈劑?；瘜W(xué)清凈劑出現(xiàn)最早、應(yīng)用最廣，通過(guò)向汽油中添加某種化學(xué)物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)燃油的理化性質(zhì)，從而達(dá)到節(jié)油、減排、抗暴等效果；物理清凈劑是相對(duì)化學(xué)清凈劑而言的，以汽油為基質(zhì)，通過(guò)對(duì)汽油產(chǎn)生物理作用來(lái)改善其燃燒特性，例如通過(guò)共振波來(lái)清除已有沉積物，阻止新沉積物的生成；生物清凈劑則是通過(guò)生物合成的一種清凈劑，多以植物為原料，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性具有一定的改善效果[6-7]。一般來(lái)說(shuō)，車用汽油中加入質(zhì)量合格的清凈劑則可以有效減少發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴、進(jìn)氣閥和燃燒室中沉積物的生成，并清除已有的沉積物，從而達(dá)到降低汽車油耗、減少尾氣排放、延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)壽命的目的。國(guó)內(nèi)外有關(guān)化學(xué)清凈劑、生物清凈劑對(duì)汽車節(jié)能、排放性能影響的研究較多[3,8-13]，而對(duì)物理清凈劑的報(bào)道相對(duì)較少。物理清凈劑具有添加靈活，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且可以無(wú)損清除發(fā)動(dòng)機(jī)沉積物等優(yōu)點(diǎn)，是汽油清凈劑研發(fā)的一個(gè)新方向，應(yīng)加強(qiáng)研究[7]。

目前對(duì)汽油清凈劑性能評(píng)價(jià)主要有歐、美、日三大體系，歐盟、日本均為發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)法；而美國(guó)既有Ford 2.3發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架法，也有ASTM D6201整車試驗(yàn)法，且以整車試驗(yàn)為主[14]。我國(guó)GBT 19230.6—2003《評(píng)價(jià)汽油清凈劑使用效果的試驗(yàn)方法》規(guī)定了以M111發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)法對(duì)汽油清凈性進(jìn)行檢測(cè)，該方法具有測(cè)試參數(shù)固定、操作性強(qiáng)及可重復(fù)性高等優(yōu)點(diǎn)，屬于理想條件下的實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)，并不能完全反映和涵蓋所有道路工況，與實(shí)車在道路行駛情況相比仍有一定差別。因此，為更真實(shí)地反映汽油清凈劑對(duì)汽車各方面性能的影響，應(yīng)采用實(shí)車道路行駛法對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。

為了解我國(guó)汽油清凈劑市場(chǎng)上產(chǎn)品的節(jié)能減排效果及對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)沉積物的清潔性能，筆者從市場(chǎng)上選取10種具有代表性的清凈劑，分別考察加劑前后受試車輛的尾氣排放變化情況；并從中選取一種性能良好的物理清凈劑，詳細(xì)考察受試車輛加劑行駛約1.2×104km后，其對(duì)汽車尾氣排放、油耗等方面的影響，并通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)拆解試驗(yàn)評(píng)價(jià)其對(duì)進(jìn)氣閥及燃燒室等部位沉積物的清凈效果。

1裝置及方法

1.1受試車輛和測(cè)試設(shè)備

受試車輛為一輛符合國(guó)Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)的鄭州日產(chǎn)PALADIN轎車，試驗(yàn)前里程表數(shù)為40 610 km，車況良好。受試車輛的基本配置參數(shù)如表1所示。

表1　試驗(yàn)車部分基本參數(shù)

尾氣排放和油耗測(cè)試試驗(yàn)主要在中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院的汽車性能實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)拆解是在4S店內(nèi)由專業(yè)人員完成。試驗(yàn)所用測(cè)功機(jī)為日本HORIBA生產(chǎn)的CTDY-1211型直流電流底盤(pán)測(cè)功機(jī)；尾氣中CO、HC和NOx排放借助CVS 9100定容取樣系統(tǒng)，由MEXA 9400型汽車排氣分析系統(tǒng)分析；活塞頂沉積物厚度采用德國(guó)PHYNIX生產(chǎn)的 Surfix FN電子測(cè)厚儀測(cè)量；沉積物質(zhì)量采用瑞士METTLER TOLEDO生產(chǎn)的AL204電子天平測(cè)量。

1.2試驗(yàn)用汽油及清凈劑

試驗(yàn)選用符合國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)的市售93#車用汽油為基礎(chǔ)汽油，按照所選擇的10種汽油清凈劑要求分別配制出10個(gè)加劑油樣，并標(biāo)記為1～10號(hào)。最后，從中選取的一種性能良好的物理清凈劑，用于系統(tǒng)考察使用加劑行駛1.2×104km后，該受試車輛尾氣排放、油耗及發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)沉積物變化情況。該物理清凈劑部分參數(shù)如表2所示。

表2　清凈劑部分基本參數(shù)

1)GB 19592—2004未做專門(mén)要求。

1.3試驗(yàn)方案

10種市售清凈劑的減排性能評(píng)價(jià)方案：依據(jù)GB 18352.3—2005《輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法(國(guó)Ⅲ、Ⅳ階段)》規(guī)定的Ⅰ型試驗(yàn)方法，按照ECE(economic commission for Europe)+EUDC(extra urban driving cycle)循環(huán)工況先對(duì)受試車輛使用基礎(chǔ)汽油時(shí)進(jìn)行常規(guī)氣態(tài)污染物(CO，NOx和THC)排放測(cè)試。測(cè)試結(jié)束后，放空原有汽油，更換加劑汽油進(jìn)行相同工況下的測(cè)試，比較2次試驗(yàn)結(jié)果，得出該清凈劑的減排效果。雖然清凈劑可以通過(guò)提高燃油品質(zhì)改善燃燒特性，從而迅速實(shí)現(xiàn)某種作用；但其主要還是經(jīng)過(guò)清除燃油管路、進(jìn)氣閥及燃燒室的表面油垢和積碳，并保持一定清潔度來(lái)達(dá)到節(jié)能減排的效果。所以使用含清凈劑汽油應(yīng)行駛一定距離(至少100 km)，基本清除進(jìn)氣閥等部件表面積碳后再進(jìn)行測(cè)試。

對(duì)所選物理清凈劑進(jìn)行評(píng)價(jià)，具體方案：1)加劑前，按照GB 18352.3—2005規(guī)定，對(duì)受試車輛使用基礎(chǔ)汽油時(shí)進(jìn)行尾氣排放及百公里油耗測(cè)試，記為T(mén)est 1。2)Test 1測(cè)試完成后，去4S店對(duì)該車輛發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行第1次拆解，測(cè)量活塞頂沉積物厚度、進(jìn)氣閥質(zhì)量(m1，含沉積物)；在不清除發(fā)動(dòng)機(jī)任何部位積碳情況下，復(fù)原發(fā)動(dòng)機(jī)。3)轎車復(fù)原后添加基礎(chǔ)汽油，磨合60 km，再對(duì)其尾氣排放及百公里油耗進(jìn)行測(cè)試，記為T(mén)est 2。4)受試車輛使用加劑汽油，道路行駛約1.2×104km后，再進(jìn)行尾氣排放及百公里油耗測(cè)試，記為T(mén)est 3。5)Test 3測(cè)試完成后，去4S店對(duì)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行第2次拆解，測(cè)量活塞頂積碳厚度、進(jìn)氣閥質(zhì)量(m2，含沉積物)；清除各進(jìn)氣閥閥積碳后，稱量各閥門(mén)的質(zhì)量(m)；最后，清除缸內(nèi)各部分沉積物，復(fù)原發(fā)動(dòng)機(jī)。6)試驗(yàn)車經(jīng)第2次拆解并清除缸內(nèi)各部分沉積物，添加基礎(chǔ)汽油后再次進(jìn)行污染物排放及油耗測(cè)試，記為T(mén)est 4。

為消除受試車輛拆解對(duì)尾氣排放的影響，分別以Test 1、Test 3測(cè)量結(jié)果作為基礎(chǔ)汽油及使用加劑汽油行駛1.2×104km后尾氣排放及油耗情況；并分別以m1，m2與m的差值作為清凈劑使用前后進(jìn)氣閥沉積物(IVD)的質(zhì)量。Omata等[15]研究證明，在清除燃燒室沉積物(CCD)后，HC、CO和NOx排放幾乎回歸到新車水平。因此可以用Test 4測(cè)量結(jié)果代表新車尾氣排放及油耗水平。

具體試驗(yàn)流程如圖1所示。試驗(yàn)中對(duì)比Test 1和Test 2，Test 1和Test 3，Test 1和Test 4結(jié)果，認(rèn)為分別是發(fā)動(dòng)機(jī)拆解、使用物理清凈劑、清除發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)沉積物等因素對(duì)尾氣排放和油耗的影響。

圖1　試驗(yàn)具體流程Fig.1　Process of the experiment

2結(jié)果與討論

2.1市售清凈劑對(duì)尾氣排放影響

圖2是受試車輛分別使用10種不同汽油清凈劑前后HC、CO和NOx排放的變化。

圖2　10種清凈劑使用前后污染物排放變化Fig.2　Decrease rates of the gaseous emissions fromthe vehicle before and after the addition of 10 detergents

從圖2可以看出，1號(hào)、2號(hào)、4號(hào)和10號(hào)4種清凈劑對(duì)HC、CO和NOx均有一定減排效果，其中對(duì)CO的減排效果最明顯，達(dá)14.7%～29.2%。然而3號(hào)、7號(hào)和9號(hào)清凈劑在降低HC和CO排放的同時(shí)，會(huì)不同程度地增加NOx的排放，這可能是由于這些清凈劑促進(jìn)燃油燃燒的同時(shí)，增加了缸內(nèi)熱峰值，從而造成NOx排放增加。另外，6號(hào)和8號(hào)清凈劑會(huì)較大幅度地增加HC污染物的排放，分別增加了16.7%和18.8%。所測(cè)試的10種清凈劑中僅有5號(hào)會(huì)增加CO的排放，約8.9%?？傮w來(lái)看，受試車輛使用汽油清凈劑后，其尾氣污染物排放會(huì)有不同程度的下降，但使用部分清凈劑后反而會(huì)增加個(gè)別污染物的排放，尤其是HC和NOx。這也反映了我國(guó)清凈劑市場(chǎng)上產(chǎn)品質(zhì)量有待進(jìn)一步提高。

2.2物理清凈劑對(duì)尾氣排放的影響

圖3分別為受試車輛使用基礎(chǔ)汽油(Test 1、Test 2)與加入物理清凈劑且道路行駛1.2×104km后(Test 3、Test 4)尾氣中HC、CO和NOx排放量對(duì)比。對(duì)比圖3的Test 1和Test 2可以看出，發(fā)動(dòng)機(jī)拆解對(duì)CO和NOx排放量具有較大影響，分別增加了9.9%和50.0%，但對(duì)HC排放量基本沒(méi)影響。這是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)拆解過(guò)程中沉積物碎屑掉落或易揮發(fā)成分揮發(fā)等導(dǎo)致燃燒室體積改變、縫隙增大等多種因素綜合作用的結(jié)果。對(duì)比第1次發(fā)動(dòng)機(jī)拆解前后(Test 1、Test 2)和第2次發(fā)動(dòng)機(jī)拆解前后(Test 3、Test 4)HC排放均無(wú)明顯變化，可以推測(cè)HC排放受發(fā)動(dòng)機(jī)拆解操作影響較小，但具體原因有待進(jìn)一步研究證實(shí)。總之，拆裝和更換發(fā)動(dòng)機(jī)組件等操作后對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放影響較大，一般需要一定時(shí)間的磨合期才能恢復(fù)其正常排放水平。

圖3　加劑前后尾氣排放量變化Fig.3　Variations of the tailpipe gaseous emissionsbefore and after the addition of detergent

對(duì)比圖3的Test 1和Test 3可知，加入物理清凈劑后，HC、CO和NOx排放量均有所減少，降幅分別為14.3%、13.6%和16.7%。說(shuō)明受試車輛使用加劑汽油并行駛一定里程后，其尾氣排放得到有效控制。一般化學(xué)清凈劑通過(guò)加快缸內(nèi)混合氣燃燒速度，增加了燃燒溫度，在降低HC和CO排放的同時(shí)可能會(huì)惡化NOx排放[1,12]。而本試驗(yàn)使用物理清凈劑后，在改善HC和CO排放的同時(shí)，NOx排放量也有較大幅度下降，這與Omata等[15-17]添加物理清凈劑后得出NOx下降的試驗(yàn)結(jié)果相一致。加劑后尾氣中NOx排放有所降低，一方面是由于清凈劑對(duì)IVD和CCD起到了清凈作用，增大了燃燒室容積，使壓縮比有輕微的減小，由CCD造成的隔熱效果也有所下降，從而降低了最高燃燒溫度；另一方面如文獻(xiàn)[6]所述，由于物理清凈劑與汽油分子產(chǎn)生共振，降低了分子間凝聚力，使汽油黏度、表面張力及實(shí)際膠質(zhì)下降，改善噴霧效果、細(xì)化油滴，使其燃燒更迅速，縮短了燃燒持續(xù)時(shí)間，從而抑制NOx排放。

對(duì)比圖3的Test 1和Test 4可知，清除發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)沉積物后，發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣HC、CO和NOx排放量均有大幅度削減，降幅與Test 3相當(dāng)。這也說(shuō)明使用清凈劑后(Test 3)，尾氣中除CO、HC和NOx排放幾乎達(dá)到了新車水平(Test 4)。

2.3物理清凈劑對(duì)油耗的影響

圖4是受試車輛使用基礎(chǔ)汽油(Test 1、Test 2)與加劑汽油且道路行駛1.2×104km(Test 3、Test 4)后的百公里油耗。對(duì)比圖4的Test 1與Test 2可知，整車經(jīng)過(guò)拆解，在不清除發(fā)動(dòng)機(jī)任何部位沉積物情況下再次復(fù)原，油耗量卻增加了1.4%，與圖2拆解后CO和NOx排放量增加相一致。這是由于各配件間隙較緊，摩擦力增大造成的。說(shuō)明車輛在實(shí)際運(yùn)行中經(jīng)大修后，油耗可能出現(xiàn)小幅度惡化，需要一定磨合期。

圖4　實(shí)車燃用加劑汽油前后油耗變化Fig.4　Variations of the fuel consumption beforeand after the addition of detergent

圖6　發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣閥加劑前后積碳累積情況對(duì)比Fig.6　Comparison of the intake valve photos before and after the addition of detergent

從圖4可見(jiàn)，加劑后受試車輛百公里油耗(Test 3, 10.44 L100 km)與加劑前(Test 1)相比顯著降低，節(jié)油率約為3.5%，并且達(dá)到了新車油耗水平(Test 4, 10.45 L100 km)，說(shuō)明該物理清凈劑節(jié)油效果較為明顯。清凈劑的節(jié)油原理較為復(fù)雜，一般認(rèn)為是改善噴油質(zhì)量、提高燃燒效率、減少摩擦及促進(jìn)燃燒等多種功能綜合作用的結(jié)果。也有研究者認(rèn)為，物理清凈劑能擴(kuò)大分子間距，增強(qiáng)其活性，提高油氣混合質(zhì)量，加快燃燒速率，使燃燒更充分，讓更多燃料在上止點(diǎn)附近燃燒，提高了熱、功轉(zhuǎn)化效率，所以物理清凈劑能降低汽油油耗[6]。與發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)加劑前后的節(jié)油率相比，本試驗(yàn)得到的實(shí)車油耗下降率可能較小，但與同樣在實(shí)車上進(jìn)行的3M添加劑得到的節(jié)油率(2%～4%)相當(dāng)[18]。

對(duì)比圖4的Test 1和Test 4可知，清除缸內(nèi)沉積物可以顯著提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性，達(dá)3.5%。

2.4物理清凈劑對(duì)進(jìn)氣閥沉積物的影響

圖5為加入物理清凈劑并行駛1.2×104km后，進(jìn)氣閥上沉積物質(zhì)量的變化。由圖5可知，汽缸1、汽缸2、汽缸3進(jìn)氣閥上沉積物質(zhì)量均有明顯降低，其中對(duì)汽缸2的2個(gè)進(jìn)氣閥清洗效果最好，其沉積物降幅最大，分別為28%和16.2%；而汽缸4的2個(gè)進(jìn)氣閥積碳有所升高，沉積物量分別增加9.2%和44.2%；4個(gè)汽缸8個(gè)進(jìn)氣閥總的降幅為6.8%。

注：(1-1,1-2)、(2-1,2-2)、(3-1,3-2)、(4-1,4-2)分別為汽缸1、汽缸2、汽缸3和汽缸4各自對(duì)應(yīng)的2個(gè)進(jìn)氣閥。圖5　進(jìn)氣閥沉積物質(zhì)量變化Fig.5　Variations of the IVD amount before andafter the addition of detergent

圖6是從每個(gè)汽缸選一個(gè)進(jìn)氣閥進(jìn)行加劑前后積碳累積情況對(duì)比。由圖6可以看出，物理清凈劑對(duì)大多數(shù)進(jìn)氣閥會(huì)有一定清洗效果。其基本原理是清凈劑加入燃油后，把自身的物理共振特性傳遞給汽油和發(fā)動(dòng)機(jī)部件；汽油獲得這一共振特性后，在高溫高壓的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部環(huán)境下同步爆發(fā)，產(chǎn)生巨大共振波，擊碎燃燒室內(nèi)陳積的積碳，實(shí)現(xiàn)清洗功能。從圖6還可看出，同一缸上2個(gè)IVD增減幅度雖略有差異，但有相同增減趨勢(shì)。各汽缸之間IVD清凈程度差別較大，這是由于各缸內(nèi)燃燒特性略有不同造成的。

2.5物理清凈劑對(duì)燃燒室沉積物的影響

清凈劑對(duì)缸內(nèi)沉積物的清洗對(duì)象包括汽缸蓋沉積物和活塞頂沉積物。圖7是物理清凈劑使用前后氣缸蓋和活塞頂部分沉積物的對(duì)比情況。由圖7可以看出，受試車輛使用物理清凈劑后，對(duì)活塞頂和汽缸蓋各部分的沉積物都有一定清洗效果，尤其是對(duì)活塞頂上沉積物清凈作用較為明顯，褐色的灰狀物已不存在，露出較為光滑的表面。雖然從圖7可見(jiàn)，物理清凈劑對(duì)各活塞頂也都有明顯清洗效果，但經(jīng)過(guò)厚度測(cè)試，汽缸3活塞頂上沉積物平均厚度反而有大幅度上升，且4個(gè)活塞頂上積碳平均厚度也上升了1.5 μm。由于本試驗(yàn)車是在行駛40 610 km后添加的物理清凈劑，可能是活塞頂部分積碳沉積過(guò)于牢固，汽油共振產(chǎn)生的沖擊波不足以將其全部清洗掉，造成該清凈劑對(duì)活塞頂上沉積物無(wú)明顯抑制或清凈作用。繼續(xù)增加清凈劑的使用時(shí)間是否會(huì)達(dá)到降低活塞頂積碳平均厚度的效果還需進(jìn)一步試驗(yàn)研究。總體來(lái)說(shuō)，該物理清凈劑在清除進(jìn)氣閥沉積物的同時(shí)，幾乎沒(méi)有增加燃燒室沉積物，也沒(méi)導(dǎo)致排放和油耗的惡化，符合第四代汽油清凈劑功能特征。

注：圖示中數(shù)值為活塞頂積碳平均厚度。圖7　物理清凈劑對(duì)燃燒室清凈性試驗(yàn)結(jié)果Fig.7　Comparison of the combustion chamber crown and piston crown photos before and after the addition of detergent

3結(jié)論

(1)總體來(lái)看，使用所抽取的10種汽油清凈劑產(chǎn)品后，汽車尾氣排放會(huì)有不同程度下降；但使用部分產(chǎn)品后反而會(huì)增加個(gè)別污染物的排放，尤其是HC和NOx。我國(guó)清凈劑的質(zhì)量有待進(jìn)一步提高。

(2)通過(guò)1.2×104km道路行車試驗(yàn)和發(fā)動(dòng)機(jī)拆解試驗(yàn)，該受試車輛使用加入物理清凈劑的汽油后，尾氣中HC、CO和NOx排放有所改善，百公里油耗也略有下降。

(3)總體來(lái)看，使用物理清凈劑后，對(duì)受試車輛的進(jìn)氣閥沉積物、氣缸頂沉積物均有一定清潔效果，但對(duì)活塞頂上沉積物無(wú)明顯抑制或清凈作用。

(4)發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝等操作，短期內(nèi)對(duì)CO、NOx排放及油耗影響較大，但對(duì)HC排放幾乎沒(méi)影響；清除發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)沉積物后，尾氣排放改善及燃油經(jīng)濟(jì)性提高效果較為明顯。

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Study on Impact of Gasoline Detergent on Vehicle Emissions and Its Detergency

ZHU Rencheng1,2, BAO Xiaofeng2,1, JIA Ming2, YUE Xin2, LIU Zemin2, WANG Bowen2

1.College of Energy and Power Engineering, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China 2.State Environmental Protection Key Laboratory of Vehicle Emission Control and Simulation, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China

AbstractThrough the dynamometer tests, variations of tailpipe emissions from a passenger car fueling with 93#gasoline adding 10 different gasoline detergents were tested, respectively. Furthermore, a qualified physical detergent was chosen from the 10 detergents. The effects of energy saving and emission reduction were tested, and the detergency of the physical detergents in the engine deposits was also evaluated by engine disassembly test before and after driving about 12×104km with the additive. The results showed that the tailpipe emissions from the test vehicle would have different decrease if using qualified detergents. However, some emissions, such as HC and NOx, might be increased after using unqualified detergents. The vehicle emissions of HC, CO, NOxdecreased obviously after using the physical detergent, approximately 14.3%, 13.6% and 16.7%, respectively. At the same time, the fuel consumption had a slight decrease of approximately 3.5%. There were some improvements in the deposits on the intake valves and cylinder covers after using the physical detergent. For example, the intake valve deposits (IVDs) decreased by about 6.8%. However, there was no obvious clarifying effect on the deposits on the piston crowns. The test also proved that major repair of the engine might result in the increase of fuel consumption and CO, NOxemissions, while the vehicle emissions and the fuel consumption would be improved after the deposits being cleaned.

Key wordsgasoline detergent; tailpipe emissions; fuel consumption; detergency

收稿日期：2016-01-12

基金項(xiàng)目:國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)項(xiàng)目(2014AA06A503)；國(guó)家科技合作專項(xiàng)(2012DFA91570)；國(guó)家環(huán)境保護(hù)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201409021)

作者簡(jiǎn)介：朱仁成(1989—)，男，博士，主要從事機(jī)動(dòng)車污染控制技術(shù)研究，zhurencheng2006@163.com *責(zé)任作者：鮑曉峰(1957—)，男，首席研究員，博士，博士生導(dǎo)師，主要從事車用燃料及添加劑、機(jī)動(dòng)車污染控制理論和控制方法、汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)性能研究，baoxf@craes.org.cn

中圖分類號(hào):X701

文章編號(hào):1674-991X(2016)04-0307-07

doi:10.3969?j.issn.1674-991X.2016.04.046

朱仁成，鮑曉峰，賈明,等.汽油清凈劑對(duì)汽車尾氣排放影響及其清凈性研究[J].環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報(bào),2016,6(4):307-313.

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