燃料分子結構對GDI汽油機微粒生成的影響規律研究

《燃料分子結構對GDI汽油機微粒生成的影響規律研究》是依託上海交通大學，由李新令擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：燃料分子結構對GDI汽油機微粒生成的影響規律研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李新令
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

本項目開展燃料分子的碳鏈長度、支鏈類型、烯烴雙鍵位置、順反異構、含氧基團類型等結構特徵對GDI汽油機排氣微粒理化特性影響規律的研究；利用管式流動反應器結合13C穩定同位素示蹤技術，研究熱解過程燃料分子中不同位置碳原子對微粒的貢獻率，預測可能的碳反應路徑；通過缸內取樣試驗，研究燃料分子結構對GDI汽油機缸內微粒演化歷程的影響規律；進一步在試驗與理論分析的基礎上，建立大分子碳氫燃燒微粒生成和演化的動力學模型，開展模擬研究，揭示燃料分子結構影響GDI汽油機微粒形成機理及演化規律。本項目成功實施，有助於闡明燃料分子與GDI汽油機微粒污染物形成和排放之間的關係，為汽車行業節能減排措施的實施以及未來清潔車用燃料的設計和實現提供科學依據，具有重要的學術意義及實用價值。

結題摘要

直噴汽油機微粒排放與燃料之間的聯繫十分複雜，需要從更詳細的燃料組成方面進行研究，以期發現兩者之間的本質聯繫。本項目針對燃料的烯烴、芳烴等組分構成、碳鏈長度、支鏈類型等特徵，通過流動反應器熱解試驗和發動機燃燒與排放台架試驗，詳細分析了燃料分子結構對顆粒粒徑分布的影響規律。首先對一系列單分子碳氫燃料熱解過程顆粒物的形成規律進行系統研究，發現了苯系物燃料支鏈長度/數量、直鏈/環狀烴中的雙鍵數量對燃料熱解過程顆粒形成率的影響與熱解溫度密切相關。進一步開展了汽油中苯系物和烯烴組分對排氣顆粒的影響的發動機台架試驗研究，發現相對苯環上的支鏈數量，支鏈長度對顆粒排放影響更顯著；與對稱結構相比，苯環上的非對稱支鏈結構會增加顆粒排放；含支鏈烯烴顆粒排放一定程度高於直鏈烯烴，環狀烯烴積聚態顆粒排放明顯高於直鏈烯烴。最後開展了醇分子結構對柴油機排氣顆粒影響的研究，發現燃用添加一定比例醇構成的相同含氧量的醇-柴油燃料時，發動機燃燒和顆粒排放有顯著的差異。摻醇燃料燃燒特性之間的差異主要取決於醇類-柴油混合燃料的物理特性，一定程度受其化學性質影響。而摻混醇對顆粒排放特性的影響則同時取決於燃料的物理特性和與醇類的分子結構相關化學特性。項目為最佳化汽油燃料品質、抑制GDI汽油機微粒排放，推進交通領域的節能減排提供了科學依據。