汽车发动机排放纳米颗粒污染物的分析

汽车发动机产生的纳米废气颗粒将影响空气质量。由于纳米废气颗粒的尺寸非常小（直径一般仅有几纳米），因此这些粒子可以深入渗透到人体肺泡中，对人体健康产生恶劣影响。目前人们熟知的废气颗粒形成模式主要基于柴油机燃烧不完全产生废气颗粒的模式，主要有“烟灰模式”、“蓄积模式”或“成核模式”，并且排放的烟尘颗粒的平均直径在40～100nm之间。汽油机的排气颗粒浓度通常比柴油机的排气颗粒浓度低，因此很少对汽油机的废气颗粒进行研究。但是，随着汽车技术的发展，开发了许多可以改善汽油机的燃油经济性系统，如直接燃油喷射技术等，这些新技术的应用增加了汽油机的颗粒排放量。除此之外，车辆行驶工况的改变也会对颗粒物的排放产生影响。通过对汽油直喷乘用车在底盘测功机上的测试情况来研究发动机制动时排放颗粒物的数量，重点关注颗粒物的性质以及排放过程。

发动机制动被广泛用于车辆减速以及防止在下坡行驶时加速。对于汽油直喷车辆来说，发动机制动时的耗油量为零。一般情况下，发动机制动时车辆的惯性将使曲轴保持旋转运动，带动活塞往复运动，但不消耗燃料。发动机的进气流量通常由节气门限制。进入气缸中的空气被压缩至较高的压力，导致温度上升，最后排放到大气中形成排气颗粒。这些颗粒物的特性和形成机制与烟尘等排放物显著不同。通过研究表明，这些颗粒是不挥发的，其来源于发动机润滑油，形成于催化之前。发动机制动时产生的纳米颗粒占发动机排放粒子数目的比重很高，试验测试结果达到20%～30%。

然而，这些纳米颗粒在相关排放法规和健康风险的评估中没有被考虑。通过研究表明，可以通过排气颗粒过滤系统来减少发动机制动时颗粒的排放量。此外，减少这些颗粒排放的另一种潜在但不直接的方式是改善发动机润滑油的特性，如金属含量或粘度。

刊名：Environment Science and Technology（英）

刊期：2014年第3期

作者：Topi Rönkkö et al

编译：郭明超