1、采用催化氧化方法降低汽油發(fā)動機(jī)排放的硫化物、碳?xì)浠臀锱c碳氧化合物作者：王昌弸摘要：研究比較純汽油發(fā)動機(jī)和甲醇/汽油組合燃燒發(fā)動機(jī)燃燒模式下硫化物、HC和CO的排放規(guī)律。隨著甲醇的含量增加，HC和CO的排放量明顯增加，硫化物排量下降。在加裝了氧化催化轉(zhuǎn)化器后，HC和CO排量下降明顯，硫化物無明顯變化。關(guān)鍵詞：催化氧化轉(zhuǎn)化器；硫化物、HC和CO排放；汽油發(fā)動機(jī)Abstract: Research is pure gasoline engine and fuel combustion engines methyl alcohol combination of the mode of sulfur

2、compounds, hc and co discharge of law. With methyl alcohol content, hc and co emissions significantly increased, and sulfur compounds displacement. In the act is no turning back. hc and co displacement decline of sulfur compounds, there is no apparent change.Key words: oxidationcatalytic converter;

3、Of sulfur compounds, carbon emissions and co hc; petrol engine引言：汽油發(fā)動機(jī)應(yīng)用率高，燃油經(jīng)濟(jì)性好，在汽車等多方面都有應(yīng)用，但尾氣排放一直是困擾汽油發(fā)動機(jī)更廣泛推廣應(yīng)用的問題之一。尾氣污染也對大氣環(huán)境和人類健康造成了極大的影響和傷害，所以排放也受到了各方面的越來越多的關(guān)注和限制。研究比較純汽油發(fā)動機(jī)和甲醇/汽油組合燃燒發(fā)動機(jī)燃燒模式下硫化物、HC和CO的排放規(guī)律。隨著甲醇的含量增加，HC和CO的排放量明顯增加，硫化物排量下降。使用甲醇代替汽油作為燃料可以很好的減少NOX和碳塵的排放量，但同時會增加HC與CO的排放，造成另外的排放污

4、染。采用尾氣氧化催化轉(zhuǎn)化器可以明顯的降低HC和CO的排放，實驗效果明顯。甲醇汽油是車用燃料替代，是新能源的重要組成部分。甲醇與汽油的混合物。也包括甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇和異丙醇的混合醇與汽油的混合物。 原油是全球最主要的一次能源，當(dāng)前能源短缺的實質(zhì)是原油短缺。車用燃料是原油最主要的應(yīng)用領(lǐng)域，占全球原油總消耗量的70%以上。甲醇汽油是一種"以煤代油"路徑，可以作為汽油的替代物從而實現(xiàn)對原油的部分替代。甲醇汽油是由10%-25%的甲醇與其他化工原料、添加劑合成的新型車用燃料，不含任何汽油，但可達(dá)到90#-97#國標(biāo)汽油的性能和指標(biāo)。此配方國內(nèi)獨特、環(huán)保、成本低，節(jié)省資源節(jié)省

5、外匯造福人類，市場競爭力強(qiáng)，具有極好的發(fā)展前景。汽車催化轉(zhuǎn)化器是一種發(fā)動機(jī)機(jī)外凈化置，它能凈化汽車排出的一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔?HC)、碳?xì)浠衔?HC)和氮氧化物(NO)。僅能凈化CO和HC的催化轉(zhuǎn)化器為氧化型催化轉(zhuǎn)化器；能凈化CO、HC和NO對環(huán)境污染的催化轉(zhuǎn)化器為三效催化轉(zhuǎn)化器。1、實驗方案本實驗采用FSI汽油發(fā)動機(jī)，F(xiàn)SI是Fuel Stratified Injection的字母簡寫，中文意思是燃料分層噴射技術(shù)，它代表著今后引擎的一個發(fā)展方向。燃油分層噴射技術(shù)是發(fā)動機(jī)稀燃技術(shù)的一種。以奧迪A6L2010款2.8 FSI舒適型為例顯示FSI發(fā)動機(jī)參數(shù)：排量：2.8L最大馬力(Ps)

6、：220最大功率(kW)：162最大功率轉(zhuǎn)速(rpm)：5750-6800最大扭矩(N·m)：280最大扭矩轉(zhuǎn)速(rpm)：3000-5000使用CW160電渦流測功機(jī)來測試發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，得以調(diào)控發(fā)動機(jī)參數(shù)。發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣溫度、排氣溫度和機(jī)油溫度等參數(shù)分別用各自的傳感器來測量。2臺FCM-05瞬態(tài)自動油耗儀分別用來測量汽油和甲醇的消耗量。實驗中HC和CO排放物用HORIBA MEXA-7100氣體分析儀測器檢測，用氫火焰離子法測量HC排放，用不分光紅外氣體分析儀測量CO排放。下表為汽油和甲醇的基本物化特性比較燃料密度kg·l-1沸點(餾程)汽化潛熱mj·kg-

7、1黏度mPa·s閃點辛烷值十六烷值汽油0.70.830-2050.301-551000甲醇0.72964.51.0880.61111-12106-1153-5實驗時，取轉(zhuǎn)速為1800r/min，工況為該轉(zhuǎn)速下的不同轉(zhuǎn)矩，即30N·m、60 N·m、90 N·m和120 N·m。在甲醇替代率（燃燒消耗的甲醇能量占所消耗的汽油和甲醇的總能量的百分比）分別為高、中、低3種狀態(tài)下作負(fù)荷特性試驗，各工況點甲醇替代率的大小如下表所示。分別進(jìn)行原機(jī)純汽油燃燒、汽油/甲醇組合燃燒以及加裝氧化催化轉(zhuǎn)化器3種燃燒模式的試驗，為保證實驗結(jié)果具有可比性，各狀態(tài)參數(shù)保持

8、一致。轉(zhuǎn)矩/(N·m)低替代率%中替代率%高替代率%3015304060253545903040501203545552、實驗結(jié)果對比A、HC排放對比分析下圖給出了不同模式下HC的排放對比，由圖可知，組合燃燒中HC排放隨著負(fù)荷的增加而降低，經(jīng)過氧化催化后，HC排放有不同幅度降低，中、低負(fù)荷下HC排放降低得不明顯，高負(fù)荷下HC排放大量減少。因此，高負(fù)荷下加裝氧化催化轉(zhuǎn)化器能提高HC的凈化效果。負(fù)荷增加，混合氣的濃度變濃，使完全燃燒時的燃油量減少，但大負(fù)荷時由于排氣溫度很高，使HC的后期氧化加強(qiáng)，所以HC排放隨負(fù)荷增加而減少。氧化催化轉(zhuǎn)化器中催化劑的活性與排氣溫度有關(guān)，排氣溫度高會是催化

9、劑活性化增強(qiáng)，所以氧化催化轉(zhuǎn)化器所起的作用就會提高，中、低負(fù)荷時排氣溫度低，導(dǎo)致催化劑活性下降，對HC的排放所起的作用減小，但高負(fù)荷時的排氣溫度達(dá)到了催化劑的起燃溫度，此時轉(zhuǎn)化效率高，使HC排放大幅減小。組合燃燒產(chǎn)生的尾氣中HC的含量比純汽油燃燒產(chǎn)生的尾氣中HC的含量高，含甲醇的混合氣在缸內(nèi)有汽油引燃，在燃燒過程中，余隙、狹縫處的混合氣未能燃盡，將隨尾氣排除。在此期間，部分甲醇會氧化成醛類等物質(zhì)。因此，組合燃燒排放的尾氣成分很復(fù)雜。實驗結(jié)果表明，敬仰化催化轉(zhuǎn)化后，大部分HC都被消除，這說明加裝氧化催化轉(zhuǎn)化器有利于減少HC的排放量。B、CO排放對比分析下圖給出了不同模式下CO的排放量的對比。由圖

10、可知，組合燃燒模式中CO排量隨負(fù)荷的增加而下降；氧化催化后,CO排量有不同幅度的下降。中高負(fù)荷下，CO排放量降低幅度比較大，其中組合燃燒模式在加裝氧化催化轉(zhuǎn)化器后對CO的排量降幅達(dá)到90%。甲醇的汽化潛熱打，使得進(jìn)氣溫度大幅度降低，進(jìn)而造成燃燒期間溫度降低，燃燒不完全，生成的CO量增多；同時，燃燒后期的低溫情況使生成的CO很難被氧化，形成碳塵。CO拍了大幅度增多。當(dāng)負(fù)荷增大后，燃燒溫度上升，燃燒充分后CO排放減少。氧化催化后，部分CO被氧化掉，低負(fù)荷時，由于排氣溫度很低，催化劑活性較差，只能氧化部分CO；高負(fù)荷時，排氣溫度上升，催化劑活性提高，CO被氧化，排量減少。C、排氣溫度對氧化催化轉(zhuǎn)化器

11、的影響在不同替代率下組合燃燒的排氣溫度對氧化催化轉(zhuǎn)化器中催化劑活性的影響：負(fù)荷相同時，替代率越高，排氣溫度越低，活性越差。在相同替代率時，HC和CO的轉(zhuǎn)化率隨著負(fù)荷增加而增加。3、結(jié)論經(jīng)過氧化催化后，汽油發(fā)動機(jī)HC的排放有不同幅度降低，高負(fù)荷時低、中替代率工況下低于原機(jī)純汽油燃燒模式的HC排放，而高負(fù)荷下HC排量率高于原機(jī)模式。中、低負(fù)荷時，HC排放量降低效果稍差，都比原機(jī)燃燒模式高。經(jīng)氧化催化后，組合燃燒模式中CO排放有不同幅度下降。中、高負(fù)荷下排放降低幅度明顯。不同起燃特性的氧化催化轉(zhuǎn)化器受排氣溫度及負(fù)荷的影響而催化劑活性產(chǎn)生變化。參考文獻(xiàn)：1 方顯忠，金文華，等.直噴壓燃式燃油發(fā)動機(jī)用雙噴射系統(tǒng)燃油柴油-甲醇研究【J】.內(nèi)燃機(jī)學(xué)報，2003，21（6）