摘要 本文通过在柴油中添加碳酸二甲酯增加其含氧量，在少改变甚至不改变柴油车结构的条件下，探寻降低在用柴油车碳烟和NOx排放的技术措施。为了试验柴油车燃用柴油与DMC混合燃料后对在用汽车碳烟排放的影响，笔者对在用柴油车进行了燃用柴油和混合燃料的道路行驶碳烟排放对比试验。试验结果表明在用柴油汽车燃用混合燃料后，碳烟排放可降低40%~60%。
关键词 混合燃料；碳酸二甲脂；碳烟排放；柴油车
中图分类号TK421文献标识码A文章编号 1674-6708（2011）43-0055-02
1 概述
随着我国城市化和现代化进程的加快，我国城市机动车数量迅速增长，人们在享受城市机动车带来的便捷和效益的同时，也在承受机动车尾气对环境的污染和对人体健康带来的危害。特别是城市公交车普遍以柴油作为燃料，其尾气中碳烟和NOx的排放是城市污染的主要污染源。国家、地方政府和企业针对城市公交柴油化的特点，投入大量的人力、物力、财力研究开发控制柴油车排放的技术措施[1]。笔者通过在柴油中添加含氧燃料（碳酸二甲酯，DMC）增加其含氧量，在少改变甚至不改变柴油车结构的条件下，探寻降低在用柴油车碳烟和NOx排放的技术措施。为了试验柴油车燃用柴油与DMC混合燃料后对在用汽车碳烟排放的影响，课题组与宁波市公交总公司一起对在用柴油车进行了燃用柴油和混合燃料（含15%DMC的柴油）的碳烟排放对比试验。
2 试验准备
2.1 选取碳酸二甲酯添加比例
影响酸二甲酯添加比例的主要因素有DMC和柴油的互溶性、不同DMC添加比例对柴油机功率和排放的影响。相关研究表明[2，3]：随着DMC添加比例的增加，混合燃料的互溶性下降、发动机功率下降、碳烟排放下降趋势减缓，综合考虑不同DMC添加比例对柴油机三者的影响，选取DMC的添加比例为15%。
2.2 选取道路试验车辆
在宁波市公交五公司分别选取了不同运行里程、不同使用年限的3辆在用车辆，在检测站分别燃用纯柴油和15%DMC的混合燃料两种燃料，在道路运行3km~5km后利用底盘测功机测量其功率。测试结果见表1。
测试结果表明，在用柴油车不管技术性能如何，燃用混合燃料时，功率都有所下降。为了使道路试验更可靠，我们选取性能较好的浙B70018为我们的道路试验车辆。
3试验车辆燃用不同燃料道路行驶时碳烟排放对比试验
3.1 试验设备及连接
试验所需设备有试验车辆（浙B70018）、取样探头及传输管、不透光烟度计（NHT-1）、便携式计算机、蓄电池(12V)、逆变器（CHX-800VA），设备间连接如图1。12V蓄电池通过逆变器转变为220V为计算机、分体式不透光烟度计的烟度分析仪和烟度显示仪提供电源，取样探头将试验车辆排气管中的尾气引入烟度分析仪，烟度分析仪将分析结果传输到烟度显示仪，计算机又通过不透光烟度计专用记录软件从烟度显示仪提取瞬态烟度值在计算机上显示和保存。
3.2 道路试验
在道路试验时，选择功率较高的浙B70018号车，分别燃用纯柴油和15%DMC的混合燃料两种燃料，利用不透光度计测量各自汽车运行工况下的烟度，并将数据通过数据接口传入便携式计算机，进行记录和储存。测试数据通过EXCEL软件处理得到如图2所示的测试结果：
从图2可以看出：不管燃用纯柴油还是15%DMC的混合燃料，汽车运行工况不同，其碳烟排放浓度不同；由于光吸收系数K的值越大，表示汽车排放的碳烟浓度越高，所以在道路试验时汽车燃用15%DMC的混合燃料比燃用纯柴油的碳烟排放浓度要小得多，图形分析结果降低45%左右，即从道路试验结果来看，在用柴油汽车燃用15%DMC含氧燃料可有效地降低碳烟排放。
4 结论
由以上道路试验结果可以得出结论：不对发动机作任何改动的情况下，在在用柴油汽车燃用的柴油中添加碳酸二甲酯（DMC）形成的混合燃料，将有利于降低碳烟。在用柴油汽车燃用混合燃料后（15%DMC），碳烟排放平均降低40%~60%。因此，在柴油机中燃烧高含氧燃料，对于大量在用柴油汽车，特别是在城市交通中运行的柴油汽车, 控制其碳烟颗粒排放，是一条很有前途的技术路径。
参考文献
[1]涂先库，黄永青，訾琨.在用柴油汽车排放污染物控制[J].小型内燃机与摩托车，2007(10)：61-64.
[2]任美风，赵小明.柴油添加剂与柴油的互溶性试验研究[J].柴油机，2004（2）：42-44.
[3]訾琨，涂先库，黄永青.柴油和碳酸二甲脂混合燃料对柴油机性能的影响[J].内燃机工程，2007(6)：63-66.
注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”