EGR對(duì)不同生物柴油/柴油摻混比下碳煙前驅(qū)體形成的影響

吳旭東, 王 忠, 劉 帥, 李瑞娜, 瞿 磊

(1. 江蘇大學(xué) 汽車與交通工程學(xué)院, 江蘇 鎮(zhèn)江 212013; 2. 南通職業(yè)大學(xué) 汽車與交通工程學(xué)院, 江蘇 南通 226007)

隨著石油資源的不斷消耗,排放法規(guī)的日益嚴(yán)格,尋找清潔的替代燃料是內(nèi)燃機(jī)研究的一個(gè)重點(diǎn).生物柴油可再生,不含硫,可與柴油以不同的摻混比進(jìn)行混合燃燒,是一種理想的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料.采用廢氣再循環(huán)(exhaust gas recirculation,EGR)是一種降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)NOx排放的有效方法,進(jìn)入氣缸的廢氣對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料燃燒的碳煙前驅(qū)體有很大影響,多環(huán)芳香烴(PAHs)是形成碳煙的主要前驅(qū)體物質(zhì),直接影響柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的顆粒數(shù)量和質(zhì)量[1].碳煙是燃油的不完全燃燒產(chǎn)物.燃油在高溫缺氧條件下裂解生成乙炔(C2H2)、甲基(CH3)和丙炔基(C3H3)等小分子燃燒中間產(chǎn)物,苯和苯基通過C2H2和C4Hx的環(huán)化反應(yīng)和C3H3之間的相互化合作用形成.其中,C2H2是燃油裂解、生成碳煙前驅(qū)體的關(guān)鍵部分[2],苯(A1)、萘(A2)、菲(A3)和芘(A4)在碳煙前驅(qū)體中具有代表性,第1個(gè)苯環(huán)的形成對(duì)芳香烴生長和后期碳煙成核具有關(guān)鍵作用[3].

針對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)碳煙前驅(qū)體的生成機(jī)理,國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量的研究.鞠洪玲等[4]采用正十四烷的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理和Belardini碳煙模型,對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒中多環(huán)芳香烴及碳煙的形成與演化進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:PAHs的質(zhì)量在燃燒初期急速增加,在急燃期后,由于成長和氧化反應(yīng)逐漸降低,其中乙炔、苯、萘、菲和芘的生成對(duì)碳煙排放影響較大.A. T. WIJAYANTA等[5]依據(jù)包含2 158種常規(guī)氣相反應(yīng)和1 635種表面相反應(yīng)機(jī)理的塞流式反應(yīng)器模型,研究了CO2和O2的濃度及燃燒溫度對(duì)生物柴油燃燒過程中芳香烴形成的影響,結(jié)果表明:溫度低于1 473 K時(shí),增加O2濃度可以顯著降低PAHs的生成,溫度高于1 473 K時(shí),CO2濃度增加可以降低PAHs的生成.黃豪中等[6]簡化正庚烷-正丁醇-多環(huán)芳香烴-甲苯燃燒機(jī)理作為正丁醇/柴油混合燃料的燃燒替代機(jī)理,采用AVL-Fire軟件耦合化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)軟件Chemkin的方法,研究了EGR率和正丁醇摻混比等因素對(duì)正丁醇/柴油混合燃料低溫燃燒過程中碳煙前驅(qū)體生成的影響.目前研究大多集中于有關(guān)苯、萘、菲和芘等芳香烴對(duì)碳煙的生成及排放的影響方面,關(guān)于EGR對(duì)生物柴油/柴油混合燃料燃燒碳煙前驅(qū)體生成影響方面的研究報(bào)道較少.燃用生物柴油/柴油混合燃料,并采用EGR技術(shù),改變碳煙前驅(qū)體的生成路徑和反應(yīng)時(shí)間,對(duì)碳煙的形成產(chǎn)生重要的影響.

為此,課題組以186F非道路柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為試驗(yàn)機(jī),燃燒生物柴油/柴油混合燃料,測(cè)量示功圖;采用三維CFD仿真軟件AVL-Fire耦合化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)軟件Chemkin,以氣缸壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行模型驗(yàn)證.通過添加多環(huán)芳香烴和碳煙形成的主要基元反應(yīng),構(gòu)建生物柴油/柴油化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型,分析生物柴油/柴油不同摻混比、不同EGR率時(shí),燃燒中間自由基、碳煙前驅(qū)體的生成與衍化規(guī)律,研究生物柴油/柴油摻混比、EGR率對(duì)缸內(nèi)碳煙前驅(qū)體生成過程的影響.

1 模型的構(gòu)建與驗(yàn)證

1.1 生物柴油/柴油化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理的構(gòu)建

生物柴油是長鏈脂肪酸甲酯的多組分混合物,其碳鏈長度、含氧量和不飽和度等理化性質(zhì)對(duì)生物柴油燃燒有重要影響,多種物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)機(jī)理混合使用能夠準(zhǔn)確地替代生物柴油化學(xué)反應(yīng)機(jī)理,從而更加準(zhǔn)確地反映生物柴油的燃燒過程.

LUO Z. Y.等[7]根據(jù)生物柴油的構(gòu)成組分,以正庚烷-癸酸甲酯-9-癸烯酸甲酯簡化化學(xué)反應(yīng)機(jī)理替代生物柴油化學(xué)反應(yīng)機(jī)理,包含123個(gè)組分和394個(gè)基元反應(yīng),具有較好的準(zhǔn)確性.癸酸甲酯是生物柴油替代燃料的主要組分之一,通過癸酸甲酯燃燒機(jī)理耦合正庚烷和9-癸烯酸甲酯的燃燒機(jī)理作為生物柴油替代機(jī)理，能夠較為準(zhǔn)確地反映生物柴油的理化性質(zhì),能夠更加精確地反映生物柴油在燃燒中的碳煙前驅(qū)體生成過程.正庚烷的十六烷值與柴油比較接近,常選擇正庚烷來代替柴油進(jìn)行計(jì)算研究[8-10].

模型選取正庚烷、癸酸甲酯和9-癸烯酸甲酯混合燃料替代生物柴油/柴油混合燃料,通過調(diào)節(jié)癸酸甲酯、正庚烷和9-癸烯酸甲酯的比例來模擬不同摻混比的生物柴油/柴油混合燃料.本研究中采用生物柴油/柴油摻混比分別為15%和30%的混合燃料,研究在不同EGR率下燃燒混合燃料B15和B30碳煙前驅(qū)體的生成規(guī)律.柴油(B0)、混合燃料(B15，B30)和生物柴油(B100)的替代燃料中正庚烷、癸酸甲酯、9-癸烯酸甲酯的體積分?jǐn)?shù)如表1所示.

表1 不同混合燃料組分的體積分?jǐn)?shù)

1.2 PAHs形成機(jī)理的簡化與建立

WANG H.等[11]提出了包含PAHs形成、生長和氧化等過程的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理,主要反應(yīng)過程為HACA(脫氫加乙炔)反應(yīng),該過程為乙炔與不飽和烷烴進(jìn)行環(huán)化反應(yīng).同時(shí)將CH2,C2H2,C3H3和C4H4等小分子產(chǎn)物對(duì)芳香烴形成的影響添加到PAHs的生成和氧化機(jī)理中去,通過敏感性分析和反應(yīng)速率分析法對(duì)動(dòng)力學(xué)機(jī)理進(jìn)行簡化,得出包含3 299個(gè)組分和10 806個(gè)基元反應(yīng)機(jī)理.主要基元反應(yīng)如表2所示，其中P2為化學(xué)物質(zhì)苊.

表2 PAHs的主要基元反應(yīng)

1.3 耦合模型與邊界條件

仿真模型以186F柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為依據(jù),該柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為四沖程、自然吸氣、風(fēng)冷直噴式非道路用柴油發(fā)動(dòng)機(jī).主要參數(shù)如下:缸徑為86 mm,沖程為7 mm,壓縮比為19,排量為0.406 L,標(biāo)定轉(zhuǎn)速為3 000 r·min-1,標(biāo)定功率為5.7 kW,噴油提前角為-12°.由于采用的燃燒室是對(duì)稱的,噴油器為4孔噴油器,從簡化模型的角度出發(fā),選擇1/4燃燒室建立模型,使用Fire軟件ESE Diesel模塊中的Mesher創(chuàng)建燃燒室網(wǎng)格模型,網(wǎng)格徑向尺寸為0.1 mm,對(duì)部分區(qū)域網(wǎng)格進(jìn)行了加密處理,下止點(diǎn)時(shí)計(jì)算網(wǎng)格總數(shù)量為66 547個(gè).燃燒室網(wǎng)格模型如圖1所示.

圖1 燃燒室網(wǎng)格模型

應(yīng)用Fire耦合Chemkin軟件進(jìn)行計(jì)算,在Chemkin的General gas phase reaction 模型中選擇生物柴油/柴油反應(yīng)機(jī)理文件;Fire對(duì)Chemkin導(dǎo)入的熱力學(xué)和化學(xué)動(dòng)力學(xué)文件進(jìn)行編譯,設(shè)定計(jì)算網(wǎng)格和邊界條件;Fire求解器直接調(diào)用燃油的機(jī)理文件,結(jié)合缸內(nèi)的湍流運(yùn)動(dòng)方程計(jì)算燃燒過程;計(jì)算完成后輸出數(shù)據(jù),完成Fire和Chemkin耦合計(jì)算.選擇k-zeta-f湍流模型、Walljet油滴碰壁模型、Wave油滴破碎模型、Multi-component蒸發(fā)模型和Han-reits model壁面?zhèn)鳠崮Ｐ瓦M(jìn)行計(jì)算.在Initial conditions模塊中設(shè)置初始?jí)毫Α⒊跏紲囟?、噴油時(shí)刻等參數(shù).仿真計(jì)算的初始參數(shù)如表3所示.

表3 仿真計(jì)算的初始參數(shù)

對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2 000 r·min-1、75%負(fù)荷及不同EGR率工況下的生物柴油/柴油燃燒的碳煙前驅(qū)體參數(shù)進(jìn)行了仿真,并以進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角(-135.5°)為起點(diǎn),以排氣門開啟時(shí)對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角(124.5°)為終點(diǎn).

1.4 模型驗(yàn)證

為驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性,在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2 000 r·min-1、75%負(fù)荷及EGR率為0工況下,應(yīng)用奧地利DEWETRON公司生產(chǎn)的EWE-5000DAQ缸內(nèi)燃燒壓力采集系統(tǒng),瑞士KISTLER公司生產(chǎn)的KSM071860壓力傳感器等儀器,實(shí)測(cè)了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的示功圖,得出燃燒氣缸壓力.其中,氣缸壓力傳感器測(cè)量范圍為0～25 MPa,靈敏度為-2×10-10C·MPa-1.將燃用B15的缸內(nèi)壓力計(jì)算值與臺(tái)架試驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比(見圖2),驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性.

圖2 燃用B15缸內(nèi)壓力試驗(yàn)值與計(jì)算值對(duì)比

由圖2可知:燃用B15時(shí)的缸內(nèi)壓力計(jì)算值與試驗(yàn)值曲線基本吻合,由于環(huán)境因素等原因?qū)е碌恼`差小于5%,具有很好的準(zhǔn)確性,可以使用該模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算.

2 計(jì)算結(jié)果與分析

2.1 EGR率及摻混比對(duì)乙炔生成規(guī)律的影響

圖3為不同EGR率下柴油發(fā)動(dòng)機(jī)分別燃用B15和B30時(shí)乙炔的生成規(guī)律.

圖3 不同EGR率下燃用兩種燃油時(shí)乙炔的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

由圖3可知:隨著燃油中生物柴油的摻混比增加,乙炔的初始生成時(shí)刻前移,生成量峰值減少;相比于燃用B15,EGR率為0的情況下,燃用B30時(shí)的乙炔初始生成時(shí)刻前移了0.8°,生成量峰值降低了17.2%,EGR率為10%時(shí)降低了16.9%,EGR率為20%時(shí)降低了16.3%,EGR率為30%時(shí)降低了15.3%,減緩了苯環(huán)的形成及前驅(qū)體的生長.原因是隨著生物柴油/柴油摻混比增加,混合燃料中的十六烷值升高,滯燃期縮短,燃油裂解時(shí)刻提前,從而使乙炔的初始生成時(shí)刻前移.隨著生物柴油/柴油摻混比的增加,混合燃料中的氧含量也增加,促進(jìn)了乙炔的氧化反應(yīng)(C2H2+OH=CH2CO+H),使乙炔的生成量峰值減少.隨著曲軸轉(zhuǎn)角的增大,乙炔的生成量先增加后減少.這是因?yàn)轭A(yù)混燃燒初期,燃油高溫裂解生成大量乙炔,乙炔的生成量迅速增加.隨著燃燒的進(jìn)行,乙炔通過環(huán)化反應(yīng)形成芳香烴苯或被氧化,導(dǎo)致乙炔的生成量逐漸減少.

由圖3還可知:在同一種生物柴油/柴油摻混比下,隨著EGR率的增加,乙炔初始生成時(shí)刻略微滯后,生成量峰值減少,生成量峰值時(shí)刻明顯滯后;隨曲軸轉(zhuǎn)角的增加,乙炔生成量呈先增加后減少的趨勢(shì),最終生成量有所增加;與EGR率為0相比,燃用B15時(shí), EGR率為10%,20%和30%的生成量峰值時(shí)刻分別后移了2.5°,4.0°和6.2°,生成量峰值分別降低了4.9%,10.1%和14.2%;燃用B30時(shí)分別后移了1.7°,2.9°和3.3°,生成量峰值分別降低了4.8%,9.8%和14.3%.主要因?yàn)橐胰彩怯扇加驮诟變?nèi)高溫裂解得到的,EGR率增加,降低了缸內(nèi)燃燒溫度和氧濃度,導(dǎo)致達(dá)到前驅(qū)體生成所需溫度的時(shí)間變長,推遲了燃油的高溫裂解反應(yīng),乙炔的生成始點(diǎn)后移.此外,缸內(nèi)燃燒溫度降低,降低了燃油裂解生成乙炔等小分子的反應(yīng)速率,導(dǎo)致乙炔的生成量峰值降低,生成量峰值時(shí)刻滯后.EGR增大時(shí),缸內(nèi)溫度和氧濃度的降低也會(huì)減緩乙炔的氧化反應(yīng),乙炔的消耗速率降低,消耗量減少,所以最終生成量隨EGR率的增大有所增加.

不同EGR率下,乙炔生成量峰值出現(xiàn)在11°～18°,處于預(yù)混燃燒階段.缸內(nèi)溫度迅速升高,燃油裂解速率加快,生成速率大大超過氧化速率,乙炔生成量也隨之快速增加.在擴(kuò)散燃燒階段,前驅(qū)體的生成速率低于氧化速率,前驅(qū)體生成量逐漸減少.燃燒后期,乙炔的生成和氧化趨向穩(wěn)定,生成量變化不大.

2.2 EGR率及摻混比對(duì)苯生成規(guī)律的影響

圖4為不同EGR率下分別燃用B15和B30時(shí)苯的生成規(guī)律曲線.

圖4 不同EGR率下燃用兩種燃油時(shí)苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

由圖4可知:苯的初始生成時(shí)刻隨著生物柴油/柴油摻混比增加提前了1.2°,表明生物柴油/柴油摻混比增加,乙炔的初始生成時(shí)刻前移,乙炔的氧化反應(yīng)提前,從而使前驅(qū)體芳香烴苯的生成時(shí)刻提前;隨著生物柴油的摻混比增加,苯的生成量在各EGR率下均呈逐漸減少的趨勢(shì).與燃用B15相比,在EGR率為0,10%,20%和30%的情況下,燃用B30時(shí)苯的生成量峰值分別降低了26.1%,24.4%,23.2%和22.7%.主要由于生物柴油/柴油摻混比增加使燃料的氧含量增加,提高苯的氧化速率,降低了苯的生成.隨著曲軸轉(zhuǎn)角的增大,苯的生成量質(zhì)量分?jǐn)?shù)先增加后減少.這是因?yàn)樵陬A(yù)混燃燒初期,燃油高溫裂解生成乙炔等小分子物質(zhì),通過環(huán)化反應(yīng)生成較多含有少量苯環(huán)的芳香烴苯,隨后繼續(xù)生長成多環(huán)芳香烴或被氧化,苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少[12].

從圖4可以看出,隨著EGR率的升高,苯的生成時(shí)刻后移.主要是因?yàn)楸降纳陕窂绞怯扇加土呀馍傻腃2H2,C3H3等小分子物質(zhì)決定的,EGR率增加導(dǎo)致乙炔的生成時(shí)刻后移,使苯的生成時(shí)刻滯后.苯的生成量峰值和最終生成量隨著EGR率的增大都有所增加.因?yàn)镋GR率增大,缸內(nèi)混合氣體的氧含量降低,導(dǎo)致苯被氧化的概率降低,降低了被氧化消耗的速率,所以苯的生成量峰值和最終生成量都有所升高.

2.3 EGR率及摻混比對(duì)萘生成規(guī)律的影響

圖5為不同EGR率下分別燃用B15和B30時(shí)萘的生成規(guī)律曲線.

圖5 不同EGR率下燃用兩種燃油時(shí)萘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

由圖5可知:萘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著曲軸轉(zhuǎn)角的增大呈先升高后降低的趨勢(shì).這是因?yàn)殡S著燃燒過程的持續(xù)進(jìn)行,苯的生成速率加快,從而促進(jìn)苯生成并轉(zhuǎn)化成萘的化學(xué)反應(yīng),所以萘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)迅速增加.擴(kuò)散燃燒階段苯的生成量減少,苯生成萘的反應(yīng)速率不斷降低,萘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸下降.隨著生物柴油/柴油摻混比的增加,萘的生成時(shí)刻提前了0.7°,生成量峰值和最終生成量都有所減少.原因是生物柴油/柴油摻混比增加后,一方面,混合燃料的氧含量增加,提高了萘的氧化速率;另一方面,苯的氧化速率提高,苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低也導(dǎo)致了萘的生成量減少.

同一摻混比燃油下,隨著EGR率的增大,萘的生成量峰值時(shí)刻滯后,原因是EGR率增加導(dǎo)致燃油裂解時(shí)刻推遲,使苯的生成時(shí)刻后移,從而使苯向萘轉(zhuǎn)化的反應(yīng)滯后.萘的生成量峰值和最終生成量隨著EGR率的增大都有所增加.燃用B15時(shí),EGR率為10%,20%和30%時(shí)的萘生成量峰值比EGR率為0時(shí)分別增加了4.3%,9.0%和21.6%,燃用B30時(shí)分別增加了8.6%,19.1%和30.2%.這是因?yàn)镋GR率增大導(dǎo)致缸內(nèi)的氧含量和最高燃燒溫度降低,萘的氧化消耗減少,從而使萘的生成量增加.但隨著曲軸轉(zhuǎn)角的增大,萘的生成量和苯一樣呈先升高后降低的趨勢(shì).

2.4 EGR率及摻混比對(duì)菲生成規(guī)律的影響

圖6為不同EGR率下分別燃用B15和B30時(shí)菲的生成規(guī)律曲線.由圖6可知:隨著生物柴油/柴油摻混比的增加,菲的生成時(shí)刻提前,是因?yàn)榉频纳煞磻?yīng)過程是由苯和萘決定的,使菲的生成時(shí)刻隨生物柴油/柴油摻混比增加而前移,和苯、萘的變化規(guī)律一致.生物柴油/柴油摻混比由15%增加到30%,菲的生成時(shí)刻前移了0.8°;隨著生物柴油的摻混比增加,菲的生成量峰值和最終生成量均呈逐漸減少的趨勢(shì),原因類似于苯和萘.

圖6 不同EGR率下燃用兩種燃油時(shí)菲的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

由圖6還可知:菲的生成時(shí)刻隨EGR率的增大而滯后；在燃料為B15時(shí),菲的生成量峰值時(shí)刻從EGR率為0增大到30%,依次延遲了1.34°,1.92°和2.85°，燃用B30時(shí)依次延遲了1.16°,1.86°和1.45°.因?yàn)镋GR率增加導(dǎo)致苯和萘的生成時(shí)刻后移,使得進(jìn)一步的環(huán)化反應(yīng)延遲,菲的生成時(shí)刻滯后.在預(yù)混燃燒階段,隨著EGR率的增大,菲的生成量峰值逐漸增大,最終生成量也逐漸升高.因?yàn)楦變?nèi)氧含量和燃燒溫度的降低,菲的氧化速率減緩,氧化消耗量減少,使菲的最終生成量增加.在擴(kuò)散燃燒階段,菲的生成速率低于其氧化消耗速率,生成量隨著曲軸轉(zhuǎn)角的增加逐漸減少,最終趨于穩(wěn)定.

2.5 EGR率及摻混比對(duì)芘生成規(guī)律的影響

圖7為不同EGR率下分別燃用B15和B30時(shí)芘的生成規(guī)律曲線.從圖7可以看出,燃用B15和B30時(shí),隨著曲軸轉(zhuǎn)角的增加,芘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在各EGR率下都隨著生物柴油/柴油摻混比的增加呈逐漸降低趨勢(shì).這表明燃燒初期,生物柴油/柴油摻混比的增加使燃料的氧含量增加,燃油高溫裂解生成的氫氧自由基和乙炔促進(jìn)了芘的氧化,加速了芘的消耗.隨著生物柴油/柴油摻混比的增加,燃油裂解時(shí)刻的提前導(dǎo)致芘的初始生成時(shí)刻略微前移,燃用B15和B30時(shí),隨著曲軸轉(zhuǎn)角的增加芘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈先升高后降低趨勢(shì).

圖7 不同EGR率下燃用兩種燃油時(shí)芘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

燃用B15和B30時(shí),隨著EGR率增加,芘的生成時(shí)刻后移,生成量峰值和最終生成量都顯著增加.燃用B15時(shí),與EGR率為0相比,EGR率為10%,20%和30%時(shí)芘生成量峰值分別增加了4.8%,19.4%和37.1%,對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角分別后移了1.9°,3.7°和7.1°.燃用B30時(shí),芘生成量峰值分別降低7.2%,21.1%和34.9%,對(duì)應(yīng)的時(shí)刻分別后移了1.2°,3.3°和4.5°.采用EGR后,缸內(nèi)燃燒溫度和混合氣體中的氧含量都得到降低,導(dǎo)致芘的氧化消耗減少,且EGR率升高,對(duì)氧化速率的抑制也隨之增加,所以芘的生成量增加.通過采用EGR,可以看出在擴(kuò)散燃燒階段,芘的減少主要是由于氧化反應(yīng)消耗造成的.在燃燒后期,乙炔、苯、萘、菲和芘等前驅(qū)體繼續(xù)發(fā)生環(huán)化反應(yīng)和氧化反應(yīng),形成基本粒子,完成碳煙顆粒的成核過程.隨著燃燒的進(jìn)行,顆粒之間發(fā)生碰撞凝并,形成大尺寸的顆粒,并吸附PAHs等小分子物質(zhì),最終排出缸外.

3 結(jié) 論

1) EGR率不變時(shí),隨著生物柴油/柴油摻混比的增大,乙炔、苯、萘、菲和芘的初始生成時(shí)刻提前,生成量峰值和最終生成量都有所降低.

2) 生物柴油/柴油摻混比一定時(shí),隨著EGR率的增加,生成量峰值時(shí)刻都有所滯后,乙炔的生成量峰值降低,最終生成量逐漸升高.苯、萘、菲和芘的生成量峰值升高,最終生成量有所增加.

3) 采用EGR后,生物柴油/柴油混合燃料的碳煙前驅(qū)體主要生成于預(yù)混燃燒階段.隨著曲軸轉(zhuǎn)角的增加,乙炔、苯、萘、菲和芘的生成量呈先升高后降低的趨勢(shì).