mmt對輕型gdi車輛pn排放的影響-輕型排放室-郭紅松

1、MMT對輕型對輕型GDI車輛車輛PMPNPAHs排放的影響排放的影響郭紅松，曹磊，秦宏宇中國汽車技術(shù)研究中心，天津，300300【摘要摘要】在底盤測功機上利用ELPI等設(shè)備就MMT對輕型GDI車輛PMPNPAHs等排放的影響進(jìn)行了研究，試驗用油為一種不含MMT的基礎(chǔ)油和兩種調(diào)和油（MMT基礎(chǔ)油），試驗車輛為國內(nèi)外不同廠家生產(chǎn)的3輛輕型GDI車輛。研究發(fā)現(xiàn)，汽油中錳濃度由0提高到21.7mgMnL，GDI車輛尾氣中PN排放呈增加趨勢，最大

2、增幅超過1倍；PM中PAHs含量和排放質(zhì)量卻顯著下降；其組分菲排放呈下降趨勢，但熒蒽排放卻呈升高趨勢。【關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞】輕型車，輕型車，汽油缸內(nèi)直噴汽油缸內(nèi)直噴甲基環(huán)戊二烯三羥基錳甲基環(huán)戊二烯三羥基錳顆粒數(shù)，多環(huán)芳烴，可溶顆粒數(shù)，多環(huán)芳烴，可溶性有機物性有機物中圖分類號：中圖分類號：TK411EffectofMMTonPMPNPAHsEmissionsfLightdutyGDIVehicleGuoHongsongCaoLeiQinHong

3、yuChinaAutomotiveTechnologyResearchCenterTianjin300300Abstract:TheeffectsofMMTonparticlemass(PM)number(PN)polycyclicaromatichydrocarbons(PAHs)emissionsetc.flightdutyGDIvehiclewerestudiedbyusingELPIinstrumentetc.onachassi

4、sdynamometer.Thefuelsusedintheexperimentwereonebasegasolinetwokindsofblendfuel(MMTbasegasoline).ThreelightdutyGDIvehiclesmadebydifferentOEMsfromdifferentcountrieswereusedinstudy.ItwasfoundthatthePNf3GDIvehiclesshowedincr

5、easetrendbythemaximumextentoveronetimewiththeriseofMnconcentrationfrom0to21.7mgMnLinthegasoline.MeanwhilethePAHsemissionsfractioninPMdecreaseddramatically.ThePAshoweddescendtrendwithoppositetrendfFLinPAHs.KeyWds:Lightdut

6、yVehicle，GasolineDirectInjection，MethylcyclopentadienylManganeseTricarbonyl，ParticleNumber，PolycyclicAromaticHydrocarbons，F(xiàn)ractionofManganese前言前言隨著我國環(huán)保形勢的日益嚴(yán)峻，機動車排放法規(guī)趨于嚴(yán)格，最新發(fā)布的《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第五階段）》[1]增加了顆粒物數(shù)量排放限值，這是

7、限制機動車PM2.5排放的又一舉措。機動車是PM2.5的一個主要排放源，為治理機動車PM2.5排放，我國加快升級油品質(zhì)量，其中國V汽油標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作備受關(guān)注；其關(guān)注的一個主要焦點就是：是否禁止人為添加錳（以MMT形式存在）。MMT是甲基環(huán)戊二烯三羥基錳，它是一種經(jīng)濟、高效的汽油抗爆劑，但也存在一些爭議，主要是其對汽車發(fā)動機顆粒排放以及尾氣三元催化是否存在危害[26]。新興的汽油缸內(nèi)直噴技術(shù)（GDI）是未來節(jié)能汽車的一個發(fā)展趨勢[78]，

8、但GDI車輛顆粒物排放明顯高于傳統(tǒng)氣道噴射汽油車[8]，目前國內(nèi)關(guān)于MMT對GDI車輛顆粒蒸氣壓kPa50.1←←1：化驗報告結(jié)果為＜2.5mgMnL；2：表示同前一欄；1.3試驗車輛和行駛工況試驗車輛和行駛工況試驗選取不同廠家生產(chǎn)的缸內(nèi)直噴汽油車新車3輛，依次分別標(biāo)記為GDI1、GDI2、GDI3，后處理為2級三效氧化還原型，其它主要參數(shù)見表3；3輛試驗車首先使用油樣1各磨合3000km（使用SRC循環(huán)），然后根據(jù)《輕型汽車污染物排放

9、限值及測量方法（中國第五階段）》[1]中I型實驗要求進(jìn)行排放試驗，試驗循環(huán)為NEDC循環(huán)；更換油樣時，先用待更換油樣清洗油箱，然后使用待更換油樣預(yù)跑3箱油（約1500km，SRC循環(huán)），確保油路內(nèi)為待更換油樣。表3試驗車輛參數(shù)車輛排量(L)當(dāng)量慣量(kg)后處理形式供油方式排放水平GDI12.41700三效氧化還原型缸內(nèi)直噴國IVGDI21.61700三效氧化還原型缸內(nèi)直噴京VGDI32.01700三效氧化還原型缸內(nèi)直噴京V2試驗結(jié)果與

10、分析試驗結(jié)果與分析2.1分析參數(shù)定義分析參數(shù)定義為便于分析，本文定義參數(shù)如下：δPAHs=mPAHsmPM（1）式中：δ為顆粒物中某種成分含量，m為質(zhì)量；PAHs代表多環(huán)芳烴。2.2數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理ELPI測得的結(jié)果只是顆粒物的數(shù)量濃度，因此為計算車輛顆粒物數(shù)量排放還需要得到車輛的排氣流量數(shù)據(jù)。本文根據(jù)排氣分析采集系統(tǒng)測得的CVS通道內(nèi)CO2濃度瞬時數(shù)據(jù)計算得到。對于ELPI測得的顆粒物數(shù)量濃度還要進(jìn)行背景顆粒物去除處理。對每輛車、每種

11、油樣在后處理前、后端分別進(jìn)行排放試驗最少各2次，以減小隨機誤差；下文分析的實驗數(shù)據(jù)均是2次以上試驗結(jié)果的算術(shù)平均值，其中顆粒物質(zhì)量和常規(guī)排放結(jié)果為4次以上試驗結(jié)果的平均值。2.3常規(guī)排放結(jié)果常規(guī)排放結(jié)果表4給出的是3輛GDI試驗車常規(guī)排放結(jié)果，可以看出3輛試驗車分別使用3種油樣其常規(guī)排放均滿足國V排放限值。表4試驗車常規(guī)排放結(jié)果京V限值（gkm）1.00.10.060.0680.0045車輛油樣COTHCNOxNMHCPM10.0620

12、.0150.0050.0150.00056520.0710.0170.0040.0140.000900GDI130.0820.0170.0060.0190.00134310.4070.0400.0070.0320.00188520.3740.0350.0070.0280.002335GDI230.3810.0390.0080.0320.00238010.1850.0340.0140.0270.00093820.2240.0470.020

13、0.0410.001080GDI330.2330.0500.0150.0430.0011952.4汽油中錳濃度對汽油中錳濃度對PN數(shù)量和數(shù)量和PM排放的排放的影響影響如圖3所示，汽油中錳濃度對PN排放有明顯影響，圖中fe和end分別表示后處理前端和后端。對于3輛試驗車，無論是后處理前端還是后端，隨著汽油中錳濃度由0升高到21.7mgMnL，ELPI測得的PN排放呈增加趨勢，只是對于不同的車輛增幅有所不同，最小增幅約19%，最大增幅則高達(dá)