重型载货车生物柴油机排放性能的研究



重型载货车生物柴油机排放性能的研究

柴油机的多种排放物都会对人体产生不良影响，同时所排放的碳氧化合物也对环境产生的较大影响。为了减少这种影响，各厂商使用了各种各样的改进发动机排放技术，如选择性催化还原系统、微粒过滤器和使用生物柴油等。目前，生物柴油已经开始被投入使用，使用生物柴油不需要对现有的柴油机结构进行修改，同时可以降低多种有害物质的排放。不同原料制备的生物柴油对柴油机排放可产生不同的影响。对此，通过试验分析了不同原料大豆油、废食用油以及动物脂肪制备的生物柴油对柴油机排放的影响，并将其排放结果与加州空气资源委员会规定的超低硫柴油排放结果进行对比。

试验选择了两辆重型载货车，其中一辆采用2010型康明斯ISX-15发动机，并配备选择性催化还原系统、氧化型催化剂和柴油颗粒过滤器；另一辆采用2002型康明斯ISX-450发动机，并不配备其它任何后处理系统。生物柴油分别提取大豆油、废食用油及动物脂肪中的甲基酯，并与超低硫柴油按体积比例50%进行混合。之后在重型底盘测功机上进行试验，采用美国城市道路循环工况。对3种生物柴油及超低硫柴油燃烧的NOx、CO、CO2、总HC、甲烷、非甲烷HC和排放颗粒物进行了测量。此外，对其它法规没有限制的排放物如氨气、羰基化合物和轻芳烃排放量也进行了测量，并利用二硫苏糖醇试验测定排放气和颗粒物的氧化还原活性。试验结果表明，与超低硫柴油相比，生物柴油的使用可以降低排放物中颗粒物、总HC和CO的排放量，但增加了NOx的排放量，且生物柴油具有较低的氧化还原性。对于2010型发动机，其具有更低的CO排放量和更高的NOx排放量，其总HC和颗粒物的排放量也到了非常低的水平。2002型发动机排放物的颗粒物尺寸分布呈现两种不同的模式，而2010型发动机仅出现一种主要的分布模式。

NicholasGyseletal.SAE 2014-01-1400.

编译：王祥