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随着我国城市化和现代化进程的加快,我国城市机动车数量迅速增长,人们在享受城市机动车带来的便捷和效益的同时,也在承受机动车尾气对环境的污染和对人体健康带来的危害。特别是城市公交车普遍以柴油作为燃料,其尾气中碳烟和NOx的排放是城市污染的主要污染源。国家、地方政府和企业针对城市公交柴油化的特点,投入大量的人力、物力、财力研究开发控制柴油车排放的技术措施。作者在宁波市政府的资助下,根据在用柴油车结构更改困难、费用大的特点,通过在柴油中添加含氧燃料(碳酸二甲酯,DMC)增加其含氧量,在少改变甚至不改变柴油车结构的条件下,探寻降低在用柴油车碳烟和N0x排放的技术措施。
本研究首先通过发动机台架试验研究了不同DMC添加比下柴油机有效热效率、发动机功率、以及碳烟、NOx的排放浓度在不同发动机转速、负荷下的变化情况。得出随DMC添加比例增加,柴油机的有效热效率提高且速率趋缓、碳烟排放浓度下降且速率趋缓、NOx变化不大、功率匀速下降;当DMC添加比为15%时,热效率提高3%左右、碳烟下降42%左右、功率下降约5%左右。从柴油与DMC二者的互溶性以及柴油机的经济性、动力性和排放特性综合考虑得出DMC和柴油的最佳混合比为15%。通过对在用柴油车燃用柴油与DMC混合燃料(混合比15%)和纯柴油的实车对比试验发现:碳烟排放平均降低40%--60%,与台架试验基本一致;在底盘测功机上测试,功率有所下降,平均下降10%左右。因此,柴油机中燃烧高含氧燃料,对于大量的在用柴油汽车,特别是在城市交通中,控制在用柴油公交车的碳烟颗粒和NOx排放,是一条很有前途的技术路径。