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重型載貨車生物柴油機(jī)排放性能的研究

柴油機(jī)的多種排放物都會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不良影響，同時(shí)所排放的碳氧化合物也對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的較大影響。為了減少這種影響，各廠商使用了各種各樣的改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)排放技術(shù)，如選擇性催化還原系統(tǒng)、微粒過濾器和使用生物柴油等。目前，生物柴油已經(jīng)開始被投入使用，使用生物柴油不需要對(duì)現(xiàn)有的柴油機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，同時(shí)可以降低多種有害物質(zhì)的排放。不同原料制備的生物柴油對(duì)柴油機(jī)排放可產(chǎn)生不同的影響。對(duì)此，通過試驗(yàn)分析了不同原料大豆油、廢食用油以及動(dòng)物脂肪制備的生物柴油對(duì)柴油機(jī)排放的影響，并將其排放結(jié)果與加州空氣資源委員會(huì)規(guī)定的超低硫柴油排放結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。

試驗(yàn)選擇了兩輛重型載貨車，其中一輛采用2010型康明斯ISX-15發(fā)動(dòng)機(jī)，并配備選擇性催化還原系統(tǒng)、氧化型催化劑和柴油顆粒過濾器；另一輛采用2002型康明斯ISX-450發(fā)動(dòng)機(jī)，并不配備其它任何后處理系統(tǒng)。生物柴油分別提取大豆油、廢食用油及動(dòng)物脂肪中的甲基酯，并與超低硫柴油按體積比例50%進(jìn)行混合。之后在重型底盤測(cè)功機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)，采用美國城市道路循環(huán)工況。對(duì)3種生物柴油及超低硫柴油燃燒的NOx、CO、CO2、總HC、甲烷、非甲烷HC和排放顆粒物進(jìn)行了測(cè)量。此外，對(duì)其它法規(guī)沒有限制的排放物如氨氣、羰基化合物和輕芳烴排放量也進(jìn)行了測(cè)量，并利用二硫蘇糖醇試驗(yàn)測(cè)定排放氣和顆粒物的氧化還原活性。試驗(yàn)結(jié)果表明，與超低硫柴油相比，生物柴油的使用可以降低排放物中顆粒物、總HC和CO的排放量，但增加了NOx的排放量，且生物柴油具有較低的氧化還原性。對(duì)于2010型發(fā)動(dòng)機(jī)，其具有更低的CO排放量和更高的NOx排放量，其總HC和顆粒物的排放量也到了非常低的水平。2002型發(fā)動(dòng)機(jī)排放物的顆粒物尺寸分布呈現(xiàn)兩種不同的模式，而2010型發(fā)動(dòng)機(jī)僅出現(xiàn)一種主要的分布模式。

NicholasGyseletal.SAE 2014-01-1400.

編譯：王祥