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新居、新车及大气中的苯系物危害性已经引起了人们的重视,其中,大气中的苯系物大部分来自于机动车尾气,因此有关发动机的苯系物排放研究是一个非常值得关注的内容。 本文从实验研究及机理两方面对柴油发动机的苯及苯系物的排放进行了探讨。通过详细分析正庚烷的燃烧机理以及苯的生成机理,以正庚烷的燃烧机理为基础,同时,采用小分子碳氢燃料多环芳烃生成的反应机理,并增加了正庚烷分解的关键反应,构成了正庚烷燃烧的多环芳烃生成的反应机理,从而建立了含苯、甲苯及乙苯的柴油燃烧的化学动力学模型。 利用Chemkin验证了该反应机理的适用性,并计算了苯、甲苯和乙苯在缸内的浓度曲线,反映了苯、甲苯和乙苯三种物质的生成与消耗规律。还分析了改变模型的初始参数对计算结果的影响。 文中以常柴ZS195柴油机为基础,搭建了发动机燃烧与排放性能分析的试验台架,进行了速度及负荷特性下的柴油机苯系物的排放实验研究。实验中采用气相色谱分析法对排放中的苯、甲苯进行了定性定量检测,采用外标法进行标定,优化了分离苯系物的色谱操作条件,得到了较为准确的苯及甲苯的定量分析结果。同时,为了更准确地对苯系物中同分异构物二甲苯和乙苯进行分析,还采用傅立叶变换红外光谱分析法对同一排放物进行了检测,结果表明,红外光谱对二甲苯和乙苯都有较高的选择性,具有良好的定性分析能力,但由于柴油机排气成分的复杂性,但将其用于定量分析还需进一步研究。 综合以上工作得出苯系物的生成是在燃烧的高温反应阶段大分子燃料裂解成小分子不饱和烃反应而又没有足够的氧时由这些小分子不饱和烃反应生成的。