采用氧化催化降低发动机排量

1、采用催化氧化方法降低汽油发动机排放的硫化物、碳氢化和物与碳氧化合物作者：王昌弸摘要：研究比较纯汽油发动机和甲醇/汽油组合燃烧发动机燃烧模式下硫化物、HC和CO的排放规律。随着甲醇的含量增加，HC和CO的排放量明显增加，硫化物排量下降。在加装了氧化催化转化器后，HC和CO排量下降明显，硫化物无明显变化。关键词：催化氧化转化器；硫化物、HC和CO排放；汽油发动机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：汽油发动机应用率高，燃油经济性好，在汽车等多方面都有应用，但尾气排放一直是困扰汽油发动机更广泛推广应用的问题之一。尾气污染也对大气环境和人类健康造成了极大的影响和伤害，所以排放也受到了各方面的越来越多的关注和限制。研究比较纯汽油发动机和甲醇/汽油组合燃烧发动机燃烧模式下硫化物、HC和CO的排放规律。随着甲醇的含量增加，HC和CO的排放量明显增加，硫化物排量下降。使用甲醇代替汽油作为燃料可以很好的减少NOX和碳尘的排放量，但同时会增加HC与CO的排放，造成另外的排放污

4、染。采用尾气氧化催化转化器可以明显的降低HC和CO的排放，实验效果明显。甲醇汽油是车用燃料替代，是新能源的重要组成部分。甲醇与汽油的混合物。也包括甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇和异丙醇的混合醇与汽油的混合物。 原油是全球最主要的一次能源，当前能源短缺的实质是原油短缺。车用燃料是原油最主要的应用领域，占全球原油总消耗量的70%以上。甲醇汽油是一种"以煤代油"路径，可以作为汽油的替代物从而实现对原油的部分替代。甲醇汽油是由10%-25%的甲醇与其他化工原料、添加剂合成的新型车用燃料，不含任何汽油，但可达到90#-97#国标汽油的性能和指标。此配方国内独特、环保、成本低，节省资源节省

5、外汇造福人类，市场竞争力强，具有极好的发展前景。汽车催化转化器是一种发动机机外净化置，它能净化汽车排出的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NO)。仅能净化CO和HC的催化转化器为氧化型催化转化器；能净化CO、HC和NO对环境污染的催化转化器为三效催化转化器。1、实验方案本实验采用FSI汽油发动机，FSI是Fuel Stratified Injection的字母简写，中文意思是燃料分层喷射技术，它代表着今后引擎的一个发展方向。燃油分层喷射技术是发动机稀燃技术的一种。以奥迪A6L2010款2.8 FSI舒适型为例显示FSI发动机参数：排量：2.8L最大马力(Ps)

6、：220最大功率(kW)：162最大功率转速(rpm)：5750-6800最大扭矩(N·m)：280最大扭矩转速(rpm)：3000-5000使用CW160电涡流测功机来测试发动机的转矩和转速，得以调控发动机参数。发动机的进气温度、排气温度和机油温度等参数分别用各自的传感器来测量。2台FCM-05瞬态自动油耗仪分别用来测量汽油和甲醇的消耗量。实验中HC和CO排放物用HORIBA MEXA-7100气体分析仪测器检测，用氢火焰离子法测量HC排放，用不分光红外气体分析仪测量CO排放。下表为汽油和甲醇的基本物化特性比较燃料密度kg·l-1沸点(馏程)汽化潜热mj·kg-

7、1黏度mPa·s闪点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实验时，取转速为1800r/min，工况为该转速下的不同转矩，即30N·m、60 N·m、90 N·m和120 N·m。在甲醇替代率（燃烧消耗的甲醇能量占所消耗的汽油和甲醇的总能量的百分比）分别为高、中、低3种状态下作负荷特性试验，各工况点甲醇替代率的大小如下表所示。分别进行原机纯汽油燃烧、汽油/甲醇组合燃烧以及加装氧化催化转化器3种燃烧模式的试验，为保证实验结果具有可比性，各状态参数保持

8、一致。转矩/(N·m)低替代率%中替代率%高替代率%3015304060253545903040501203545552、实验结果对比A、HC排放对比分析下图给出了不同模式下HC的排放对比，由图可知，组合燃烧中HC排放随着负荷的增加而降低，经过氧化催化后，HC排放有不同幅度降低，中、低负荷下HC排放降低得不明显，高负荷下HC排放大量减少。因此，高负荷下加装氧化催化转化器能提高HC的净化效果。负荷增加，混合气的浓度变浓，使完全燃烧时的燃油量减少，但大负荷时由于排气温度很高，使HC的后期氧化加强，所以HC排放随负荷增加而减少。氧化催化转化器中催化剂的活性与排气温度有关，排气温度高会是催化

9、剂活性化增强，所以氧化催化转化器所起的作用就会提高，中、低负荷时排气温度低，导致催化剂活性下降，对HC的排放所起的作用减小，但高负荷时的排气温度达到了催化剂的起燃温度，此时转化效率高，使HC排放大幅减小。组合燃烧产生的尾气中HC的含量比纯汽油燃烧产生的尾气中HC的含量高，含甲醇的混合气在缸内有汽油引燃，在燃烧过程中，余隙、狭缝处的混合气未能燃尽，将随尾气排除。在此期间，部分甲醇会氧化成醛类等物质。因此，组合燃烧排放的尾气成分很复杂。实验结果表明，敬仰化催化转化后，大部分HC都被消除，这说明加装氧化催化转化器有利于减少HC的排放量。B、CO排放对比分析下图给出了不同模式下CO的排放量的对比。由图

10、可知，组合燃烧模式中CO排量随负荷的增加而下降；氧化催化后,CO排量有不同幅度的下降。中高负荷下，CO排放量降低幅度比较大，其中组合燃烧模式在加装氧化催化转化器后对CO的排量降幅达到90%。甲醇的汽化潜热打，使得进气温度大幅度降低，进而造成燃烧期间温度降低，燃烧不完全，生成的CO量增多；同时，燃烧后期的低温情况使生成的CO很难被氧化，形成碳尘。CO拍了大幅度增多。当负荷增大后，燃烧温度上升，燃烧充分后CO排放减少。氧化催化后，部分CO被氧化掉，低负荷时，由于排气温度很低，催化剂活性较差，只能氧化部分CO；高负荷时，排气温度上升，催化剂活性提高，CO被氧化，排量减少。C、排气温度对氧化催化转化器

11、的影响在不同替代率下组合燃烧的排气温度对氧化催化转化器中催化剂活性的影响：负荷相同时，替代率越高，排气温度越低，活性越差。在相同替代率时，HC和CO的转化率随着负荷增加而增加。3、结论经过氧化催化后，汽油发动机HC的排放有不同幅度降低，高负荷时低、中替代率工况下低于原机纯汽油燃烧模式的HC排放，而高负荷下HC排量率高于原机模式。中、低负荷时，HC排放量降低效果稍差，都比原机燃烧模式高。经氧化催化后，组合燃烧模式中CO排放有不同幅度下降。中、高负荷下排放降低幅度明显。不同起燃特性的氧化催化转化器受排气温度及负荷的影响而催化剂活性产生变化。参考文献：1 方显忠，金文华，等.直喷压燃式燃油发动机用双喷射系统燃油柴油-甲醇研究【J】.内燃机学报，2003，21（6）