mmt對(duì)輕型gdi車(chē)輛pn排放的影響-輕型排放室-郭紅松

1、MMT對(duì)輕型對(duì)輕型GDI車(chē)輛車(chē)輛PMPNPAHs排放的影響排放的影響郭紅松，曹磊，秦宏宇中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心，天津，300300【摘要摘要】在底盤(pán)測(cè)功機(jī)上利用ELPI等設(shè)備就MMT對(duì)輕型GDI車(chē)輛PMPNPAHs等排放的影響進(jìn)行了研究，試驗(yàn)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(yàn)車(chē)輛為國(guó)內(nèi)外不同廠家生產(chǎn)的3輛輕型GDI車(chē)輛。研究發(fā)現(xiàn)，汽油中錳濃度由0提高到21.7mgMnL，GDI車(chē)輛尾氣中PN排放呈增加趨勢(shì)，最大

2、增幅超過(guò)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(shì)，但熒蒽排放卻呈升高趨勢(shì)。【關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞】輕型車(chē)，輕型車(chē)，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(jī)物性有機(jī)物中圖分類(lèi)號(hào)：中圖分類(lèi)號(hào)：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(guó)環(huán)保形勢(shì)的日益嚴(yán)峻，機(jī)動(dòng)車(chē)排放法規(guī)趨于嚴(yán)格，最新發(fā)布的《輕型汽車(chē)污染物排放限值及測(cè)量方法（中國(guó)第五階段）》[1]增加了顆粒物數(shù)量排放限值，這是

7、限制機(jī)動(dòng)車(chē)PM2.5排放的又一舉措。機(jī)動(dòng)車(chē)是PM2.5的一個(gè)主要排放源，為治理機(jī)動(dòng)車(chē)PM2.5排放，我國(guó)加快升級(jí)油品質(zhì)量，其中國(guó)V汽油標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作備受關(guān)注；其關(guān)注的一個(gè)主要焦點(diǎn)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(jì)、高效的汽油抗爆劑，但也存在一些爭(zhēng)議，主要是其對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)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(lái)節(jié)能汽車(chē)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)[78]，

8、但GDI車(chē)輛顆粒物排放明顯高于傳統(tǒng)氣道噴射汽油車(chē)[8]，目前國(guó)內(nèi)關(guān)于MMT對(duì)GDI車(chē)輛顆粒蒸氣壓kPa50.1←←1：化驗(yàn)報(bào)告結(jié)果為＜2.5mgMnL；2：表示同前一欄；1.3試驗(yàn)車(chē)輛和行駛工況試驗(yàn)車(chē)輛和行駛工況試驗(yàn)選取不同廠家生產(chǎn)的缸內(nèi)直噴汽油車(chē)新車(chē)3輛，依次分別標(biāo)記為GDI1、GDI2、GDI3，后處理為2級(jí)三效氧化還原型，其它主要參數(shù)見(jiàn)表3；3輛試驗(yàn)車(chē)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(chē)污染物排放

9、限值及測(cè)量方法（中國(guó)第五階段）》[1]中I型實(shí)驗(yàn)要求進(jìn)行排放試驗(yàn)，試驗(yàn)循環(huán)為NEDC循環(huán)；更換油樣時(shí)，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(yàn)車(chē)輛參數(shù)車(chē)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(guó)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(yàn)結(jié)果與

10、分析試驗(yàn)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(cè)得的結(jié)果只是顆粒物的數(shù)量濃度，因此為計(jì)算車(chē)輛顆粒物數(shù)量排放還需要得到車(chē)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(cè)得的CVS通道內(nèi)CO2濃度瞬時(shí)數(shù)據(jù)計(jì)算得到。對(duì)于ELPI測(cè)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(duì)每輛車(chē)、每種

11、油樣在后處理前、后端分別進(jìn)行排放試驗(yàn)最少各2次，以減小隨機(jī)誤差；下文分析的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均是2次以上試驗(yàn)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(yàn)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(yàn)車(chē)常規(guī)排放結(jié)果，可以看出3輛試驗(yàn)車(chē)分別使用3種油樣其常規(guī)排放均滿足國(guó)V排放限值。表4試驗(yàn)車(chē)常規(guī)排放結(jié)果京V限值（gkm）1.00.10.060.0680.0045車(chē)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(duì)汽油中錳濃度對(duì)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(duì)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(duì)于3輛試驗(yàn)車(chē)，無(wú)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(cè)得的PN排放呈增加趨勢(shì)，只是對(duì)于不同的車(chē)輛增幅有所不同，最小增幅約19%，最大增幅則高達(dá)