双极荷电凝并降低柴油机颗粒排放数量的试验研究

针对柴油机排气颗粒粒径小、数量浓度高难以控制的问题,以共轨柴油机排气颗粒为研究对象,采用自制的荷电凝并试验台,研究了在1 600和2 600 r/min转速下,荷电电压(0、5、10、15、20 k V)对排气颗粒数量浓度分布、质量密度分布、质量中位径、总数量浓度和柴油机颗粒捕集器(diesel particulate filter,DPF)捕集效率等的影响。试验结果表明,双极荷电凝并能够降低柴油机排气颗粒的总数量浓度,核模态颗粒(5~50 nm)和小于93.1 nm积聚态颗粒(50~500 nm)数量浓度降低,大于93.1 nm的积聚态颗粒数量浓度略有升高。随着荷电电压的升高,2种转速下(最大扭矩转速1 600 r/min和额定转速2 600 r/min),25%负荷、50%负荷和75%负荷时,45.3~80.6 nm峰值处颗粒数量浓度随荷电电压的升高降幅明显,100%负荷时,8.06~12.4 nm峰值处颗粒数量浓度降幅明显高于45.3~80.6 nm峰值处;颗粒质量浓度峰值向大粒径方向偏移,质量中位径范围由96~101 nm增大至102~110 nm。双极荷电凝并能够提高DPF的捕集效率,降低柴油机排气颗粒的数量和质量排放,50%负荷时,10 k V下的DPF的捕集效率较0 k V提高了9个百分点。该研究可为双极荷电凝并技术的车用提供参考。