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随着全国多地雾霾天气的频发,和发动机颗粒排放的法规更加严格,颗粒物排放数量也列入法规之中进行控制。本文将聚焦于燃油中掺混少量的不同种类润滑油,放大其对发动机颗粒排放的影响,从润滑油的角度为降低发动机尾气颗粒排放提供参考。本文在一台四缸涡轮增压柴油机上,使用专门配置的特征参数已知的四种润滑油掺混进纯柴油,放大润滑油的影响。分析了发动机负荷、燃油掺混润滑油、润滑油的特征参数对柴油机燃烧和颗粒排放性能的影响,并分析了各因素对颗粒物的氧化活性、C10C31正构烷烃和金属元素成分含量的影响。研究结果表明:燃油掺混润滑油对燃烧性能的影响:(1)燃油掺混少量润滑油并不会使柴油机的燃烧性能明显恶化;(2)小负荷时,只有CI-4润滑油会使燃烧放热提前,主喷放热率峰值下降,另外三种润滑油无明显变化。大负荷时四种润滑油燃烧皆会使燃烧特性参数的峰值略微下降。燃油掺混润滑油对颗粒排放的影响:(1)对于各种掺混燃料,负荷提高都会降低发动机的颗粒排放;(2)燃油掺混润滑油会使得颗粒排放粒径分布从燃用纯柴油时的单峰对数分布变成双峰对数分布,显著增加机颗粒排放的数量浓度,主要是由于核模态颗粒的剧烈增加,几何平均粒径明显变小;(3)低灰分的润滑油,能够降低颗粒排放,主要会使得核模态颗粒排放的下降;(4)IV类基础油的低灰PAO润滑油在小负荷时颗粒排放高于II类基础油的CNG润滑油,但高负荷时却更低。燃油掺混润滑油对大粒径颗粒排放的影响:(1)燃油掺混润滑油后,大粒径颗粒排放呈上升趋势,但并没有严格的数量对应规律;(2)润滑油的基础油种类对大粒径颗粒排放影响较大,其余因素一致时,IV类基础油的润滑油的大粒径颗粒排放要优于II类基础油的润滑油。燃油掺混润滑油对排放颗粒物氧化活性的影响:(1)随着负荷增加,燃用纯柴油或者润滑油掺混燃烧时的颗粒物氧化活性都会降低;(2)燃油掺混润滑油会显著改变失重率曲线的形状,增多颗粒物中的SOF含量,可能使得最大氧化速率温度显著下降。尤其是掺混CI-4润滑油时,在大小负荷下都能提高颗粒物氧化活性,而掺混另外三种润滑油只有在小负荷下才能提高颗粒物氧化活性;(3)燃油掺混润滑油时,II类润滑油对应的颗粒物氧化活性要高于IV润滑油,而燃用纯柴油时影响很小;(4)燃用纯柴油时,使用低灰分含量的润滑油产生的排放颗粒物氧化活性更好,而燃油掺混润滑油时,结论却正好相反。燃油掺混润滑油对排放颗粒物中各元素成分占比的影响:(1)负荷高低的变化对颗粒排放中各金属元素成分在整体颗粒物中的质量占比影响很小;(2)IV类润滑油PAO对应的颗粒排放中的主要金属元素成分的占比都高于II类润滑油CI-4,但CI-4润滑油的颗粒排放中能检测到的金属元素种类更多;(3)低灰分的润滑油对应的颗粒排放中各金属元素成分的占比低于同类型基础油的高灰分润滑油。燃油掺混润滑油对排放颗粒物中C10C31正构烷烃分布的影响:(1)柴油机的颗粒排放中C10C31正构烷烃都近似呈双峰分布;(2)燃用纯柴油时的颗粒排放,都是C19以下的正构烷烃低负荷相较高负荷工况更多,而C19以上的正构烷烃高负荷工况下更多;(3)燃油掺混润滑油时的颗粒排放,不同碳个数的正构烷烃都是低负荷相对于高负荷更多;(4)燃油掺混润滑油后小负荷时颗粒排放中C19以下的正构烷烃质量浓度相对燃用纯柴油时略低,C19以上的正构烷烃质量浓度更高,而大负荷时各个碳数的正构烷烃都更低;(5)其余变量接近时,II类润滑油对应的颗粒物中正构烷烃质量浓度要高于IV类润滑油,灰分更低的润滑油对应的颗粒排放的正构烷烃质量浓度更低。