刘军恒 孙 平 嵇 乾 苏雯博 肖 雪 姚肖华

(1.江苏大学汽车与交通工程学院， 镇江 212013； 2.中国重型汽车集团有限公司， 杭州 311231)

柴油机燃用Ce基FBC燃油颗粒物微观结构与化学分析

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(1.江苏大学汽车与交通工程学院， 镇江 212013； 2.中国重型汽车集团有限公司， 杭州 311231)

以环烷酸铈溶液作为燃油添加剂(FBC)，依次按Ce元素质量比为50、100、150、300 mg/kg添加到柴油中，分别配制出F50、F100、F150和F300燃油。对共轨柴油机燃用铈基FBC燃油的燃烧颗粒，采用热重分析、气相色谱-质谱联用仪、扫描电镜和粒径分级采样的方法，研究了FBC燃油颗粒的氧化特性、可溶有机物组分(SOF)、粒径分布及微观结构。结果表明：随FBC掺混比的提高，颗粒物的氧化反应向着低温区域移动，含铈元素150 mg/kg时为最佳掺混比；与纯柴油颗粒相比，FBC颗粒的SOF中高碳原子数目下降，多环芳烃含量减少了49.2%；FBC颗粒粒径向着小粒径方向移动，核模态颗粒的数量浓度峰值增加了8.9%，而质量浓度峰值降低了14.5%；FBC颗粒物含有Ce元素质量分数为1.23%，其形貌为疏松多孔的海绵状，粘结程度明显降低。

柴油机； 颗粒捕集器； 燃油添加剂； 铈元素； 微观结构

引言

柴油机由于其油耗低、可靠性好等优点被广泛应用在农业机械、交通运输和工程机械等领域，但柴油机的NOx和颗粒物排放对大气环境和人类健康危害极大[1-4]。柴油机排放的颗粒物是PM2.5的重要来源，通常由多种挥发和半挥发有机物凝结在碳核表面形成，尤其是多环芳烃 (PAHs)因其较强的致畸性和致癌性而广泛受到关注。……