柴油机颗粒物可溶有机组分来源研究

第４７卷第５期　西　安　交　通　大　学　学　报　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＸＩ’ＡＮ　ＪＩＡＯＴＯＮＧ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　Ｖｏ１．４７　ＮＯ．５　Ｍａｖ　２０１３　２０１３年５月　ＤＯＩ：１０．７６５２／ｘｊｔｕｘｂ２０１３０５００２　柴油机颗粒物可溶有机组分来源研究　魏衍举，汪文瑞，黄瑾，陈晓，王坤，刘圣华　（西安交通大学能源与动力工程学院，７１００４９，西安）　摘要：在一台欧Ⅱ排放水平的增压中冷Ｓ０ＦＩＭ８１４０柴油机上，利用气相色谱法研究了柴油和润　滑油对发动机颗粒排放中可溶有机物（ＳＯＦ）组分的影响，考察了发动机运转参数对ｓＯＦ组分的影　响规律。实验结果表明：ｓＯＦ组分的碳数分布在Ｃ　～Ｃ。。范围内，其中大部分质量集中于Ｃ　。～　Ｃ。。，为润滑油成分；转速一定时，随着发动机负荷的增加，润滑油组分增加，柴油组分降低，润滑油　组分占ＳＯＦ总量的比例（质量分数）由６０　增加到８８　；全负荷时，随着发动机转速的提高，柴油　组分降低，润滑油组分先大幅降低后略微增加，润滑油组分占ＳＯＦ总量的８Ｏ　以上且随转速变化　不大。　关键词：柴油机；润滑油；颗粒物；可溶有机物；色谱分析　中图分类号：ＴＫ４２１　文献标志码：Ａ　文章编号：０２５３－９８７Ｘ（２０１３）０５－０００６—０６　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｏｒｉｇｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｏｌｕｂｌｅ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｆｒａｃｔｉｏｎｓ　ｉｎ　Ｄｉｅｓｅｌ　Ｅｎｇｉｎｅ・Ｏｕｔ　Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｍａｔｔｅｒｓ　ＷＥＩ　Ｙａｎｊｕ，ＷＡＮＧ　Ｗｅｎｒｕｉ，ＨＵＡＮＧ　Ｊｉｎ，ＣＨＥＮ　Ｘｉａｏ，ＷＡＮＧ　Ｋｕｎ，ＬＩＵ　Ｓｈｅｎｇｈｕａ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｎｅｒｇｙ　ａｎｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎ　Ｊｉａｏｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ　７１００４９，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｏｒｉｇｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｏｌｕｂｌｅ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｆｒａｃｔｉｏｎ（ＳＯＦ）ｉｎ　ｔｈｅ　ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　ｍａｔｔｅｒ（ＰＭ）　ｗａｓ　ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉｃａｌｌｙ　ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｄｉｅｓｅｌ　ｆｕｅｌ，ｌｕｂｒｉｃａｎｔ　ｏｉｌ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ＳＯＦ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ　ｗｅｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　ｏｎ　ａ　ＥＵＲＯ　ＩＩ　ＳＯＦＩＭ８　１　４０　ｄｉｅｓｅｌ　ｅｎｇｉｎｅ．　Ｔｈｅ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ＳＯＦ　ｗｅｒｅ　Ｃ１４一Ｃ３０　ｐａｒａｆｆｉｎ　ｍａｔｔｅｒｓ　ｉｎ　ｗｈｉｃｈ　ｔｈｅ　Ｃ２３一Ｃ３ｏ　ｏｎｅｓ　ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ　ｆｒｏｍ　ｌｕｂｒｉｃａｎｔ　ｏｉｌ　ｗｅｒｅ　ｄｏｍｉｎａｎｔ　ｉｎ　ｍａｓｓ．Ａｔ　ｔｈｅ　ｆｉｘｅｄ　ｅｎｇｉｎｅ　ｓｐｅｅｄ，ｗｉｔｈ　ａｎ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｉｎ　ｅｎｇｉｎｅ　ｌｏａｄ，ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｌｕｂｒｉｃａｎｔ—ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ　ＳＯＦ（ＳＯＦＩＪｕｈ　）ｉｎ　ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　ｍａｔｔｅｒｓ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｉｅｓｅ１一ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ　ＳＯＦ（ＳＯＦ　１）ｄｅｃｒｅａｓｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒａｔｉｏ　（ｍａｓｓ　ｆｒａｃｔｉｏｎ）ｏｆ　ＳＯＦＬ　ｂ　ｉｎ　ｔｏｔａｌ　ＳＯＦ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｆｒｏｍ　６０　ｔｏ　８８　．Ａｔ　ｔｈｅ　ｆｕｌｌ　ｌｏａｄ　ｗｉｔｈ　ａｎ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｉｎ　ｅｎｇｉｎｅ　ｓｐｅｅｄ，ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ＳＯＦＩ）ｉｅｓｅｌ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ＳＯＦＬｕｈ　ｄｅｃｒｅａｓｅｄ　ｆｉｒｓｔ　ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｓｌｉｇｈｔｌｙ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ＳＯＦＬ　ｂ　ｉｎ　ｔｏｔａｌ　ＳＯＦ　ｖａｒｉｅｄ　ｌｉｔｔｌｅ　ａｎｄ　ｗａｓ　ｏｖｅｒ　８０　．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｅｓｅｌ　ｅｎｇｉｎｅ；ｌｕｂｒｉｃａｎｔ　ｏｉｌ；ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　ｍａｔｔｅｒ；ｓｏｌｕｂｌｅ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｆｒａｃｔｉｏｎ；ｃｈｒｏｍａｔｏ—　ｇｒａｐｈｉｃ　ａｎａｌｙｓｉｓ　传统柴油发动机排放的细微颗粒物（ＰＭ）呈现　复杂的链状或团絮状，吸附着多环芳烃、醛酮类等有　毒物质，其颗粒数浓度高达１Ｏ　～１０。个／ｃｍ。，且长　期悬浮在空中。　一般认为，润滑油的消耗仅为燃油的０．２　左　右，但它对柴油机ＰＭ排放的影响却很大。研究发　收稿日期：２０１２—０９—１８。作者简介：魏衍举（１９８２一），男，博士，讲师。基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１１７６１５１）；　西安交通大学新教师科研支持计划资助项目（０１０３—０８１４１０１３）。　网络出版时间：２０１３—０３—０７　网络出版地址：ｈｔｔｐ：　ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／６１．１０６９．Ｔ．２０１３０３０７．０８０２．０１０．ｈｔｍｌ　第５期　魏衍举，等：柴油机颗粒物可溶有机组分来源研究　现，润滑油有可能造成高达７Ｏ　９／６的ＰＭ排放［１］以及　ＳＯＦ完全获取。　９０　的可溶有机物（ＳＯＦ）排放［２］。随着柴油机技术　的不断进步，柴油燃烧生成ＰＭ的量越来越低，然而　发动机缸内润滑模式造成的ＰＭ排放变化不大，因　此润滑油造成的ＰＭ排放重新受到重视。　萃取物用岛津ＧＣ－２０１０气相色谱仪进行检测。　进样萃取液为１　Ｌ，色谱仪的气化室温度为３００℃，　分流比为５，载气流速为５０　ｃｍ・ｓ一。柱箱升温用　程序控制，初始温度为５Ｏ℃，保持２　ｍｉｎ，再以１２℃　・ｍｉｎ　的速率升至３００℃，保持１０　ｒａｉｎ，总检测时　在国外，Ｂｕｃｈｈｏｌｚ等在未区分干碳烟（ＤＳ）和　ＳＯＦ的情况下考察了润滑油对ＰＭ中总碳的贡献　率　］，Ｌａｐｕｅｒｔａ等在一台非直喷柴油机上研究了燃　间为３２．８　ｍｉｎ。色谱柱为安捷伦ＧＳ－ＯｘｙＰＬＯＴ型　（１０　ｉｎ×０．５３　ｍｍ内径×１０／２ｍ膜厚）强极性毛细　料对ＳＯＦ的影响［４］，Ｓｉｄｈｕ等在激波管上从燃烧角　度考察了润滑油对ＰＭ生成的影响　］，Ｂｒａｎｄｅｎ－　柱，脉冲放电氦离子化检测器为ｐｄＨＩＤ，载气为掺　混２　（体积分数）氩气的氦气，其中氦气和氩气的　纯度（体积分数）均为９９．９９９　。　ｂｅｒｇｅｒ等研究了环境温度下润滑油对轻型柴油车催　化后ＰＭ排放中ＳＯＦ含量的影响［６］，Ｏｓａｄａ等在单　缸柴油机上实验考察了废气再循环（ＥＧＲ）和氧化　催化器对ＰＭ排放的影响［７］。　在国内，陈虎等分析了ＳＯＦ的主要成分［８］，谭　２　色谱分析　为了精确分析颗粒物种ＳＯＦ组分及含量，实验　前先对萃取剂正己烷和空白滤纸进行了多次色谱分　析，以排除杂质对试样检测的影响，然后分别用体积　分数为５　的柴油和５　的润滑油，以及２．５　的柴　建伟等考察了微粒中各粒径段挥发性物质的含　量　，陈敏东等研究了ＳＯＦ中有机物类型　］，高俊　华等研究了ＰＭ中多环芳香烃的含量［１　。　油、２．５　的润滑油混合物试样对ＳＯＦ中的柴油和　润滑油的量进行了标定。　２．１正己烷和空白滤纸　图１为正己烷和空白滤纸试样色谱图。从图１　本文利用气相色谱法对ＰＭ萃取液进行了分　析，在一台增压中冷柴油机上研究了不同工况下燃　油和润滑油对颗粒物中ＳＯＦ的影响，从而获得了颗　粒物中ＳＯＦ组分随发动机工况的变化规律。　可以看出，萃取剂正己烷（质量分数仅为９５％）在　３．５　ｍｉｎ和８．７　ｒａｉｎ时各产生了一个杂质峰，空白滤　纸在１３　ｍｉｎ时产生了一个较大的杂质峰。正己烷　杂质的出峰时间早于柴油最早出峰的时间，而且含　量较小，所以对ＳＯＦ的影响可以忽略不计，但滤纸　杂质峰则必须剔除。因此，ＳＯＦ定量时仅需剔除　１３．８　ｍｉｎ处的杂质峰。　３００　ｉ　８００　９５　１　实验台　实验用发动机是南京依维柯车用增压中冷　ＳＯＦＩＭ一８１４０．４５型柴油机，主要的标称结构和性能　参数见表１。　表１　发动机主要结构和性能参数　燃烧室类型直喷ｃｕ型　最大扭矩／Ｎ・ｍ　缸径／ｒａｍ　行程／ｒａｍ　９７．７　１００　最大扭矩下转速／ｒ・ｍｉｎ　额定功率／ｋＷ　缸数　排量／Ｌ　压缩比　４　２．９９８　１８．５　额定功率下转速／ｒ・ｍｉｎ　发动机净质量／ｋｇ　排放标准　３　６００　２４０　欧Ⅱ　垂　堡ｌ　３５　实验燃油为０号柴油，润滑油为ＣＦ一４级三类基　础油，黏度等级为１５Ｗ一４０。实验中样气利用自制颗　粒采集仪直接从发动机排气管内采集，抽气流量控　制在（４００±０．５）Ｌ・ｈ～，采样时间均为１０　ｒａｉｎ，采　Ｉ　　ＩＩ　ｌ　　ＩＩ　Ｉ０　５　１０　ｌ５　２Ｏ　２５　３０　时间／ａｉｒｎ　图１空白滤纸和正己烷色谱　２．２柴油、润滑油及其混合物　样滤纸为普通化学定量滤纸。采样结束后立即将滤　纸取下、剪碎，然后放入５　ｍＬ正己烷（天津市科密　欧化学试剂有限公司生产，纯度（质量分数）＞９５％）　图２为柴油润滑油混合物的分离色谱，图３为标　准碳氢混合物分析色谱　］。对比图２、图３可以发　现：０号柴油主要由正构烷烃组成；柱温升温速率为　１２℃・ｒａｉｎ＿。，载气流速为５０　ｃｍ・ｓ－。；标准色谱温升　的试管中进行萃取，萃取时浸泡２４　ｈ以上，保证　ｈｔｔｐ：∥ＷＷＷ．ｊｄｘｂ．ｃｎ　ｈｔｔｐ：ｆｆｚｋｘｂ．ｘｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ　西安交通大学学报　第４７卷　Ｃ６　ｒ、　１２　】　Ｃ　ｎＯ　（　Ｉ　’Ｉｉ１ｌ　Ｌ　ｓ／Ｉ　Ｃｌ７　置：　：　ｌ０　１５　２Ｏ　２５　３０　甲醇　０　０　５　１０　１５　２０　２５　３０　３５　５　时间／ａｉｎ　ｒ时间／ａｉｒｎ　图２柴油润滑油混合物分析色谱　图３标准碳氢混合物分析色谱　速率为１Ｏ℃・ｒａｉｎ～，载气流速为４０　ｃｍ・ｓ＿。；柴油　温使相对保留时间逐渐缩短，随着柱箱温度升高稳　定在１．０附近；相对保留温度受程序升温影响较小，　逐渐稳定在１．１左右。结合恒温条件下的同系物的　调整，保留值与其对应碳数存在线性关系，可以确定　所测柴油润滑油混合物中正构烷烃组分的名称。　润滑油混合物中各烷烃的色谱出峰时间与标准碳氢　混合物不同。因此，无法用绝对保留时间来确定各烷　烃分子中的碳数。表２为２种混合物组分的出峰时　间与出峰温度相对保留值。从表２可以看出：程序升　表２　柴油润滑油混合物与标准碳氢混合物色谱峰保留参数对比　注：ｔＲ为保留时间；￡　为校正保留时间；Ｔ为保留温度；下角标１、２分别表示２种混合物。　图４为柴油、润滑油及其混合物的色谱。从图　表示正烷烃分子中碳原子的个数）的正烷烃，以Ｃ　ｏ　４可以看出，柴油和润滑油的色谱有明显差异，这是　因为柴油的主要组分碳数为Ｃ　～Ｃｚ。（Ｃ　的下角Ｘ　为界分为轻质组分和重质组分，重质组分中Ｃ　。的　质量分数最大，出峰时间可以延续到２０　ｒａｉｎ以后；　ｈｔｔｐ：∥ｗｗｗ．ｊｄｘｂ．ｃｎ　ｈｔｔｐ：／／ｚｋｘｂ．ｘｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ　第５期　魏衍举，等：柴油机颗粒物可溶有机组分来源研究　０　完成后缸内的高温和气流运动的共同作用下，润滑　油从气缸内壁挥发出来形成油气。此时，由于活塞　图　４　５　下行，缸内温度降低，加上氧气缺乏，润滑油氧化作　用较弱，所以挥发出来的润滑油基本上原封不动地　排出缸外，并随着温度的进一步降低吸附在凝结核　上，成为颗粒物Ｓ０Ｆ的主要来源。　３实验结果分析　ｌ０　１５　２０　２５　３０　３５　时间／ｒａｉｎ　３．１负荷特性　柴油、润滑油及其混合物的色谱　结合图５可知，柴油对ＳＯＦ的贡献主要来自重　质组分。当发动机转速一定时，随着负荷率的增加，　润滑油的出峰时间在１７　ｍｉｎ（Ｃ　）之后，组分的碳　数分布在Ｃ　～Ｃ。　范围内且按正态分布，其中Ｃ。　的　质量分数最大。润滑油中长链烷烃的分子量过大，　循环喷油量增加，过量空气系数降低。燃油油束在　与空气混合及燃烧的过程中，轻质组分首先燃烧，且　氧化路径比重质组分的短，因而完全燃烧较易实现。　在色谱柱内的吸附力过强，各组分沿载气气流方向　扩散程度较高，因此很难看到针状色谱峰，只有较为　平滑的基线状的融合峰。柴油和润滑油组分的出峰　时间有重叠，色谱分析中一般根据检测试样组分特　点设定某个出峰时间为分界线Ｌ７］，本文设定柴油和　润滑油的时间分界线为２０　ｒａｉｎ。　重质组分由于完全氧化所需时间较长，随着燃烧的　进行，混合气中氧气量减少，温度快速升高，因此，越　到扩散燃烧后期，重质组分蒸气逐渐趋向于通过脱　氢和聚合反应生成碳烟，并不以蒸气的形式排出缸　外。虽然喷油量增加使其蒸气量增加，但温度升高　和含氧量降低使燃油蒸气碳化的因素却占据主导。　因此，由柴油造成的颗粒物中ＳＯＦ排放浓度ｆ　ｏＦ逐　渐降低。图６为ＣＳＯ　随负荷率的变化。从图６可以　ｐｄＨＩＤ检测器对分子中的碳有良好的等摩尔　响应特性ｌ＿】　，对于长链烷烃，可以认为柴油和润滑　油中各组分的质量比等于其色谱峰面积之比，因此　通过分析计算萃取液中各柴油和润滑油组分色谱峰　总面积，即可获得ＳＯＦ中柴油和润滑油各自的质量　看出，在１　４００　ｒ・ｒａｉｎ－１转速下，由柴油造成的ＣｓｏＦ　从１１．５　ｇ・Ｌ－１降低到４．５　ｔｔｇ・Ｌ一。　分数及其比值。　２．３发动机排气样品　图５为最大扭矩下实测色谱与柴油润滑油标准　混合物色谱的对比。从图５可以看出，颗粒物ＳＯＦ　的主要成分是未燃烧的润滑油，以及部分Ｃ　以上　柴油的重质成分。这说明发动机在运行过程中，柴　油的轻质组分燃烧比较充分，少量未燃烧部分也以　气体形式排放，未吸附在干碳上形成颗粒物ＳＯＦ，　负荷率／％　图６颗粒物中ＳＯＦ排放浓度随负荷率的变化　润滑油生成ＳＯＦ的机理与燃油完全不同。润　滑油主要通过润滑油膜蒸发、曲轴箱窜气和惯性飞　溅－１　］进人缸内并最终生成ＳＯＦ。在发动机转速一　定时，曲轴箱窜气和惯性飞溅的影响不大，随着负荷　增加，缸内温度升高造成润滑油膜蒸发量增加。在　缓燃期后期，缸内温度最高，此时活塞快速下行，温　度快速下降，蒸发后的燃油更多的是以蒸气的形式　保留下来，而不是缩聚为碳烟，这部分蒸气随着缸内　时间／ｍｉｎ　图５典型ＳＯＦ检测色谱　温度的继续降低逐渐吸附于碳烟和硫化物等凝结核　上，形成颗粒排放。因此，负荷的增加使润滑油造成　ｈｔｔｐ：／／ＷＷＷ．ｊｄｘｂ．ｃｎ　ｈｔｔｐ：／／ｚｋｘｂ．ｘｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｒｌ　西安交通大学学报　第４７卷　的ＣＳＯＦ增加，由２５　负荷率时的１７．４　ｇ・Ｌ　增加　到全负荷时的３５．５　ｇ・Ｌ＿。。　度随转速的变化。从图８可以看出，当油门开度保　持在最大位置时，随着发动机转速的提高，循环喷油　量变化不大，而散热量减少使得缸内温度升高，空气　运动增强，柴油蒸发及其与空气的混合速度加快，燃　烧更加充分，排气温度升高，排气管内后氧化作用增　强，柴油蒸气的残存量降低，最终导致柴油的ｃ　。　有　所降低。　从图６还可以看出，润滑油的Ｃ　。　大于柴油，负　荷越大，二者的差距越大。图７为润滑油造成的　ＳＯＦ占总Ｓ０Ｆ的比例ｒ。从图７可以看出，润滑油　对ＳＯＦ的贡献率将由２５　９，６负荷率时的６０．２　增加　到全负荷时的８８．１　，表明柴油机颗粒物的ＳＯＦ　组分主要源自润滑油，与文献￣４－５］所得结论一致。　文献ＥｌＯ］的结果表明，ＳＯＦ主要源于柴油，看似此　结论与本文结果相悖，但实则相同。本文与文献　［１Ｏ］中燃油、润滑油及ＳＯＦ组分的碳数分布如表３　所示。从表３可以看出，文献［１ｏ］中ＳＯＦ的碳数分　布为Ｃ　～Ｃ　质量集中于Ｃ　。～Ｃ。。，而本实验中　ＳＯＦ的碳数分布为Ｃ。。～Ｃ。。，质量也集中于Ｃ。　～　Ｃ　二者碳数分布相似，只是本文整体前移６个碳　原子。文献ＥｌＯ］中柴油的碳数覆盖了ＳＯＦ的碳数，　但本文中却没有，因此文献［１Ｏ３在忽略润滑油碳数　分布的情况下将ＳＯＦ的主要来源归结于柴油，而本　文将ＳＯＦ的主要来源归结于润滑油。　／ｒ．ｍｉｎ－１　图８最大油门开度下颗粒物中ＳＯＦ　排放浓度随转速的变化　转速对润滑油的作用比较复杂。随着转速的提　高，活塞环刮油引起的惯性飞溅作用增强，然而刮油　作用导致气缸壁油膜变薄，又削弱了飞溅强度。缸　内温度升高，使润滑油膜蒸发的时间缩短；转速提　高，使活塞环缺口处的节流作用增强，曲轴箱窜气量　减少。总体上：转速较低时，提高转速削弱了对润滑　油蒸发的作用，转速较高时，增强和削弱作用基本处　于平衡（见图８）；润滑油的Ｃ　。　随着转速的提高先大　负荷率／％　幅降低，而后略有增加，在最大扭矩下的１　９００　ｒ・ｍｉｎ　处最低。　图７　润滑油造成的Ｓ０Ｆ占总ＳＯＦ的比例　表３燃油、润滑油及ＳＯＦ组分的碳数分布　全负荷时柴油的ＣｓｏＦ远低于润滑油的ｆ　。　，因此　润滑油的ｃ　。ｒ在总ＳＯＦ中所占的比例主要取决于　润滑油的ｃｓｏ　。图９为最大油门开度下润滑油造成　的ＳＯＦ占总ＳＯＦ的比例。从图９可以看出，当ｒ＞　８Ｏ　时，润滑油的ｃ　。　随转速变化不大。　当发动机转速为１　９００　ｒ・ｍｉｎ　和２　４００　ｒ・　ｍｉｎ　时，ＳＯＦ的绝对排放量大幅降低，润滑油组分　在色谱柱内扩散严重，色谱峰淹没在色谱基线之内，　此时即使采用增加样品量及萃取液浓度的方法，将　采样时间延长至２０　ｍｉｎ，萃取液的体积减小至　２　ｍＬ，也无法将润滑油组分的色谱图与基线分离，　因此无法计算柴油和润滑油组分之间的比例。　３．２速度特性　图８为最大油门开度下颗粒物中ＳＯＦ排放浓　ｈｔｔｐ：∥ＷＷＷ．ｊｄｘｂ．ｃｎ　ｈｔｔｐ：∥ｚｋｘｂ．ｘｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ　图９最大油门开度下润滑油造成的ＳＯＦ　占总ＳＯＦ的比例　第５期　魏衍举，等：柴油机颗粒物可溶有机组分来源研究　１１　４　结　论　本文在欧Ⅱ排放水平的ＳＯＦＩＭ８１４０．４５柴油机　ｔｏ　ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｆｒｏｍ　ｐａｓｓｅｎｇｅｒ　ｃａｒｓ［Ｊ］．Ａｔ—　ｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２００５，３９（３７）：６９８５—６９９４．　［７］　ＯＳＡＤＡ　Ｈ，ＡＯＹＡＧＩ　Ｙ，ｓＨＩＭＡＤＡ　Ｋ，ｅｔ　ａ１．ＳＯＦ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｏｆ　ｌｕｂｒｉｃａｎｔ　ｏｉｌ　ｏｎ　ｄｉｅｓｅｌ　ＰＭ　ｉｎ　ａ　ｈｉｇｈ　ｂｏｏｓ—　上，通过气相色谱法分析了颗粒物中ＳＯＦ的组分及　其来源，研究了柴油和润滑油对ＳＯＦ的贡献率及贡　献率随发动机转速（全负荷下）和负荷（　一１　４００　ｒ・　ａｉｒｎ　时）的变化规律，得到以下结论。　（１）实验所用柴油和润滑油的主要组分的碳数　分布分别为Ｃ　～　。和Ｃ　～　，颗粒排放中Ｓ０Ｆ　ｔｅｄ　ａｎｄ　ｃｏｏｌｅｄ　ＥＧＲ　ｅｎｇｉｎｅ，ＳＡＥ　２００７—０１—０１２３　Ｉ－Ｒ］．　Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ　ＤＣ，ＵＳＡ：ＳＡＥ，２００７．　［８］陈虎，陈文淼，王建听，等．柴油机燃用乙醇一柴油含　氧燃料时微粒特性的分析Ｉ－ｊ］．内燃机学报，２００５，２３　（４）：３０７—３１２．　ＣＨＥＮ　Ｈｕ，ＣＨＥＮ　Ｗｅｎｍｉａｏ，ＷＡＮＧ　Ｊｉａｎｘｉｎ，ｅｔ　ａ１．　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ＰＭ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｄｉｅｓｅｌ　ｅｎｇｉｎｅ　组分的碳数分布为Ｃ　～ｃ　其中大部分质量集中　于Ｃ。。～Ｃ。。，为润滑油组分。　（２）源自柴油部分的ＳＯＦ排放随发动机转速和　ｆｕｅｌｅｄ　ｗｉｔｈ　ｅｔｈａｎｏｌ－ｄｉｅｓｅｌ　ｂｌｅｎｄ　Ｉ－Ｊ］．Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ＣＳＩＣＥ，２００５，２３（４）：３０７—３１２．　负荷的增加而降低。　（３）润滑油是ＳＯＦ的主要来源，当ｒ在６０　～　８８　时，润滑油对ＳＯＦ的贡献率随发动机负荷的增　［９］谭建伟，葛蕴珊，何超，等．基于尺寸分布的生物柴　油排气微粒组分研究［Ｊ］．内燃机工程，２０１０，３１（１）：　１７－２０，２６．　ＴＡＮ　Ｊｉａｎｗｅｉ，ＧＥ　Ｙｕｎｓｈａｎ，ＨＥ　Ｃｈａｏ，ｅｔ　ａ１．Ｒｅ—　ｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ＰＭ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｏｆ　ｄｉｅｓｅｌ　ｅｎｇｉｎｅ　ｆｕｅｌｅｄ　ｗｉｔｈ　加而增大，随转速的增加先降低后略微增大，在最大　扭矩转速附近存在最小值。　参考文献：　Ｅｌｉ　ＣＡＲＴＥＬＬＩＥＲ１　ｗ　Ｐ，ＷＡＣＨＴＥＲ　Ｗ　Ｆ．　Ｓｔａｔｕｓ　ｒｅ—　ｐｏｒｔ　ｏｎ　ａ　ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙ　ｓｕｒｖｅｙ　ｏｆ　ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ　ｔｏ　ｍｅｅｔ　ＵＳ＿　１９９１　ＨＤ　ｄｉｅｓｅ１　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｓｔａｎｄａｒｄｓ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｅｘｈａｕｓｔ　ｂｉｏｄｉｅｓｅｌ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＰＭ　ｓｉｚｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｉｎｔｅｒｎａｌ　Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１０，３ｌ　（１）：１７—２Ｏ，２６．　［１Ｏ３陈敏东，李芳，李红双，等．柴油发动机颗粒排放物　分析及来源解析［Ｊ］．南京信息工程大学学报，２０１０，　２（２）：１３８—１４２．　ＣＨＥＮ　Ｍｉｎｄｏｎｇ，ＬＩ　Ｆａｎｇ，ＬＩ　Ｈｏｎｇｓｈｕａｎｇ，ｅｔ　ａ１．　Ｓｔｕｄｉｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｏｕｒｃｅ　ｏｆ　ｄｉｅｓｅｌ　ｐａｒｔｉｃｕ—　ｇａｓ　ａｆｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ＳＡＥ　８７０３４２［Ｒ］．Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ　ＤＣ，ＵＳＡ：ＳＡＥ，１９８７．　［２］　ＣＡＲＴＥＬＬＩＥＲＩ　Ｗ　Ｐ，ＴＲＩＴＴＨＡＲＴ　Ｐ．Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　ｌａｔｅ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｉｎ—　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　８Ｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１０，２（２）：１３８—　１４２．　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｌｉｇｈｔ　ｄｕｔｙ　ｄｉｅｓｅｌ　ｅｎｇｉｎｅｓ（ＩＤＩ＆ＤＩ）ｗｉｔｈ　ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｌｕｂｅ　ｏｉｌ　ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　ｆｒａｃｔｉｏｎ，　ＳＡＥ　８４０４１８［Ｒ］，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ　ＤＣ，ＵＳＡ：ＳＡＥ，　１９８４．　［１１］高俊华，方茂东，张仲荣，等．柴油机排气微粒中多　环芳香烃的色谱质谱分析Ｉ－Ｊ］．内燃机学报，２００９，２７　（５）：４２３—４２９．　［３］　ＢＵＣＨＨ０ＬＺ　Ｂ　Ａ，ＤＩＢＢＬＥ　Ｒ　Ｗ，ＲＩｃＨ　Ｄ，ｅｔ　ａ１．　Ｑｕａｎｔｉｆｙｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ　ｏｉｌ　ｃａｒｂｏｎ　ｔｏ　ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ　ｆｒｏｍ　ａ　ｄｉｅｓｅｌ　ｅｎｇｉｎｅ，ＳＡＥ　ＧＡＯ　Ｊｕｎｈｕａ，ＦＡＮＧ　Ｍａｏｄｏｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｚｈｏｎｇｒｏｎｇ，　ｅｔ　ａ１．Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ＰＡＨｓ　ｉｎ　ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　ｍａｔｔｅｒ　ｏｆ　ａ　ｄｉｅｓｅｌ　ｅｎｇｉｎｅ　ｂｙ　ｇａｓ　ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ－ｍａｓｓ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅ—　２００３—０１—１９８７　Ｅ　Ｒ］．Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ　ＤＣ，ｕｓＡ：ＳＡＥ，　２００３．　ｔｒｙ　Ｉ－Ｊ］．Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ＣＳＩＣＥ，２００９，２７（５）：４２３—　４２９．　［４］　ＬＡＰｕＥＲＴＡＬ　Ｍ，ＨＥＲＮＡＮＤＥＺＪ　Ｊ，ＢＡＬＬＥＳＴＥＲ一　０Ｓ　Ｒ，ｅｔ　ａ１．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｉｚｅ　ｏｆ　ｄｉｅｓｅｌ　ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　－１１２］邹云，蔡敏．关于安捷伦ＧＳ－ＯｘｙＰＬＯＴ气相色谱柱特　有的选择性和稳定性的调查报告［Ｒ／ＯＬ］．１，２０１２—０２一　ｌ１］．ｈｔｔｐ：∥ＷＷＷ．ｃｈｅｍ．ａｇｉｌｅｎｔ．ｃｏｍ／Ｌｉｂｒａｒｙ／ａｐｐｌｉ—　ｃａｔｉｏｎｓ／５９８９—８７７１ＣＨＣ　Ｎ．ｐｄｆ．　ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ　ｆｒｏｍ　ａ　ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ　Ｅｕｒｏｐｅａｎ　ｅｎｇｉｎｅ　ｔｅｓｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｐｒｅｓｅｎｔ　ａｎｄ　ｆｕｔｕｒｅ　ｆｕｅｌｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｃ　Ｉｎｓｔｎ　Ｍｅｃｈ　Ｅｎｇｒｓ：Ｐａｒｔ　Ｄ　Ｊ　Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００３，２１７　（１０）：９０７—９１８．　［１３］吴烈钧．气相色谱检测方法［Ｍ］．２版．北京：化学工　业出版社，２００５：２４８—２５０．　Ｅ５］　ＫＡＨＡＮＤＡＷＡＬＡ　Ｍ　Ｓ　Ｐ，ＧＲＡＨＡＭ　Ｊ　Ｌ，ＳＩＤＨＵＡ　Ｓ　Ｓ．Ｉｍｐａｃｔ　ｏｆ　ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ　ｏｉｌ　ｏｎ　ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｓ　ｆｏｒｍｅｄ　ｄｕｒｉｎｇ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｉｅｓｅｌ　ｆｕｅｌ：ａ　ｓｈｏｃｋ　ｔｕｂｅ　ｓｔｕｄｙ　［１４］ＹＩＬＭＡＺ　Ｅ，ＴＩＡＮ　Ｔ，ｗＯＮＧ　Ｖ　Ｗ，ｅｔ　ａ１．Ｔｈｅ　ｃｏｎ—　ｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｏｉｌ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｓｏｕｒｃｅｓ　ｔｏ　ｔｏｔａｌ　ｏｉｌ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｉｎ　ａ　ｓｐａｒｋ　ｉｇｎｉｔｉｏｎ　ｅｎｇｉｎｅ，ＳＡＥ　２００４—　ＥＪ］．Ｆｕｅｌ，２００４，８３（１３）：１８２９—１８３５．　＇１６－］　ＢＲＡＮＤＥＮＢＥＲＧＥＲ　Ｓ，Ｍ０ＨＲ　Ｍ。ＧＲＯＢ　Ｋ，ｅｔ　ａｌ　Ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｏｆ　ｕｎｂｕｒｎｅｄ　ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ　ｏｉｌ　ａｎｄ　ｄｉｅｓｅｌ　ｆｕｅｌ　０１—２９０９［Ｒ］．Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ　ＤＣ，ＵＳＡ：ＳＡＥ，２００４．　（编辑　苗凌）　ｈｔｔｐｔｆ｝ｗｗｗ．　ｄｘｂ．ｃａ　ｈｔｔｐ：｝ｆ　ｚｋｘｂ．ｘｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ