正庚烷燃燒過程中柴油機缸內微粒微觀形貌及結構的研究.pdf

1、柴油機排放的微粒對大氣環境和人類健康具有顯著的影響，研究柴油機微粒的生成機理及演化過程意義重大。本文基于全氣缸取樣系統，采用場發射透射電子顯微鏡、拉曼光譜、電子能量損失譜等測試技術和分析手段對燃用正庚烷過程中柴油機缸內微粒的微觀形貌及結構進行了研究。研究工作有助于深入理解柴油機微粒的生成及演化過程，并對柴油機微粒生成及生長機理與模型的進一步優化、改進具有指導意義。論文研究工作取得的主要成果如下：
　　 1.燃用正庚烷過程中生成的

2、微粒呈現典型與非典型兩種形態，典型微粒由球狀基本碳粒子凝結而成，結構呈枝狀、桿狀、環狀或鏈狀，主要由碳、氧元素組成；對生成的非典型微粒進行了元素分析，發現富含有大量金屬元素(Fe、S、Na、Mg、Mn、Al、Si、P、K、Zn、Pb)。
　　 2.統計分析了大量正庚烷燃燒過程中生成微粒的微觀形貌透射電子顯微鏡圖片，結果表明，組成碳煙的基本碳粒子粒徑呈單峰分布，最大值出現在15～20 nm之間；基本碳粒子平均粒徑介于14～19 n

3、m之間，隨曲軸轉角呈單峰變化趨勢。
　　 3.燃用正庚烷過程中，缸內微粒的分形維數介于1.8～2.3之間，其結構經歷了從緊密到疏松再到緊密的過程，且隨著EGR率的增大，微粒的分形維數逐漸減小，結構趨向疏松。
　　 4.對微粒的電子能量損失譜采用“雙窗口”法分析計算了其sp2雜化百分含量，得出sp2雜化百分含量隨曲軸轉角的變化呈先升高后降低再升高的趨勢，這與用拉曼光譜分析得出的IG/ID的變化規律相一致；隨著EGR率的增加