發(fā)動(dòng)機(jī)與納米微粒

1、有價(jià)證券:S0021-8502 10037-4(97)發(fā)動(dòng)機(jī)與納米微粒：回顧與展望大衛(wèi)B. Kittelson機(jī)械工程學(xué)系，明尼蘇達(dá)大學(xué)，明尼阿波利斯，明尼蘇達(dá)55455, 斯維亞社區(qū)（第一次收到是1997年8月5日，在特諾形式收到是1997年10月28日） 提取大部分發(fā)動(dòng)機(jī)排放的粒子數(shù)在是在納米范圍，D1<50納米，而大眾最重要的是在積累模式，50納米<D1<1000納米范圍變化。納米粒子通常是由碳?xì)浠衔锘蛄蛩猁}和核形成過(guò)程中的冷卻和稀釋及排氣。而積累的模式，主要是碳煙顆粒由燃燒直接形成團(tuán)聚。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)導(dǎo)致粒子排放量顯著減少。然而，一項(xiàng)新的研究表明一些低排放的

2、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排放比舊的設(shè)計(jì)和其他低排放設(shè)計(jì)的納米顆粒濃度要高。最近許多研究建議在類(lèi)似的質(zhì)量濃度下，納米粒子尺寸比微米大小的顆粒更危險(xiǎn)。這引起人們對(duì)納米粒子是否（基于數(shù)目）排放標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)罰款問(wèn)題的討論。不同質(zhì)量，不同數(shù)量是不一樣的。它可能會(huì)在核和凝結(jié)過(guò)程中的稀釋和取樣時(shí)發(fā)生顯著地變化，使得很困難去設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。而且，如果納米粒子是一個(gè)問(wèn)題，火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)也必須被控制。（由埃爾賽爾科學(xué)出版社保留所有權(quán)利 1998）介紹 柴油生產(chǎn)的顆粒和火花發(fā)電發(fā)動(dòng)機(jī)引起發(fā)動(dòng)機(jī)制造商的關(guān)注，因?yàn)樗鼈冇绊懓l(fā)動(dòng)機(jī)性能和磨損及它們對(duì)環(huán)境的影響。它們可能與燃燒室和進(jìn)氣閥礦床的形成、污染廢氣的再循環(huán)(EGR)和積極曲折箱通風(fēng)(

3、PCV) 的系統(tǒng)，并當(dāng)它們通過(guò)回收廢氣再循環(huán)和(PCV) 系統(tǒng)時(shí)會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損。然而,對(duì)這些粒子的主要問(wèn)題是環(huán)境，即，對(duì)健康不利，能見(jiàn)度下降和建筑物污染。最近，全世界的關(guān)注給予了細(xì)顆粒對(duì)人體健康的氛圍的影響。這導(dǎo)致從美國(guó)環(huán)境保護(hù)局提議了關(guān)于大氣中的細(xì)粒子的新標(biāo)準(zhǔn)（Raber,1997）。這些標(biāo)準(zhǔn)將維持允許年平均可吸入顆粒物的濃度(微粒氣動(dòng)直徑小于10微米)為每立方米50微克和添加一個(gè)年平均水平每立方米15微克的粒子（微粒氣動(dòng)直徑小于2.5微米)。這些標(biāo)準(zhǔn)是:許多研究的結(jié)果(見(jiàn)例如Dockery等,1993年或教皇等,1995)表明一個(gè)不良的健康影響和細(xì)顆粒在大氣中。引擎,尤其是柴油的主要來(lái)

4、源,是細(xì)粒子。本文所介紹的主要物理特性,這些粒子、歷史趨勢(shì)、近期的一些問(wèn)題與粒度。討論將主要集中注意力于柴油機(jī)微粒發(fā)出,因?yàn)閺牟裼蜋C(jī)排放顆粒物大規(guī)模地10-100倍高于發(fā)動(dòng)機(jī)。然而,如果非常微小的顆粒或數(shù)字排放成為一個(gè)問(wèn)題時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)也可能引起了人們的關(guān)注。 顆粒組成和結(jié)構(gòu) 柴油機(jī)排氣微粒組成的固碳質(zhì)為主結(jié)塊資料和灰、揮發(fā)性有機(jī)硫化合物。這個(gè)結(jié)構(gòu)的插圖如圖1。固碳燃燒過(guò)程中形成局部發(fā)達(dá)的地區(qū)。這就是后來(lái)的氧化。剩下的就是疲憊的固體凝聚。一個(gè)很小的燃料、霧化、蒸發(fā)潤(rùn)滑油逃脫氧化而顯得像揮發(fā)性有機(jī)化合物(一般或可溶的SOF溶解性,在汽車(chē)尾氣。SOF包含的多含氧化合物、氮和硫等Farrar-Khan(

5、1992)。大部分的硫的燃料,但對(duì)二氧化硫氧化過(guò)程的一小部分,以及導(dǎo)致硫酸和硫酸鹽的排氣微粒。金屬化合物在燃料和潤(rùn)滑油導(dǎo)致了少量的無(wú)機(jī)灰。圖2所示的典型組成的固體顆粒的電流檢測(cè)技術(shù)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用美國(guó)的沉重瞬態(tài)測(cè)試任務(wù)。硫酸/硫酸鹽分?jǐn)?shù)大致是成正比的燃料硫的含量。相關(guān)的部分未燃料及潤(rùn)滑油(SOF)是不同的具有發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和操作條件。它的范圍可以從少于10%超過(guò)90%在大眾。SOF價(jià)值最高的是在輕車(chē)輛引擎負(fù)荷時(shí),排氣溫度都很低。定義了柴油機(jī)排氣微粒的基暗物質(zhì)大規(guī)模收集過(guò)濾器從排氣,淡化和冷卻到52攝氏度或以下(C移,1993)。組成的排氣微粒取決于他們?cè)诤翁幰约叭绾伪皇占饋?lái)。如排氣管稀釋和冷卻、

6、成核、縮合、揮發(fā)性材料吸附變換固體和液體顆粒。在汽車(chē)排氣管、溫度高,大部份的揮發(fā)性材料在氣相。細(xì)節(jié)的稀釋和冷卻過(guò)程摘要大量的資料,在現(xiàn)有的粒子吸附或縮短與核形成新的粒子。圖1、典型的組成和結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣微粒圖2、典型的顆粒組成了重型柴油機(jī)進(jìn)行了重型瞬態(tài)周期 發(fā)動(dòng)機(jī)和納米粒子的綜述圖3、典型的發(fā)動(dòng)機(jī)排氣粒度分布的質(zhì)量和數(shù)量都權(quán)重如下所示粒度圖3所示理想化了柴油機(jī)排氣微粒數(shù)目和質(zhì)量加權(quán)粒徑分布。所顯示的分布狀態(tài)是峰狀,對(duì)數(shù)常態(tài)。對(duì)數(shù)正態(tài)分布,適合實(shí)際數(shù)據(jù)通常很好。粒子的濃度范圍內(nèi)的任何大小比例相應(yīng)曲線下面積在這個(gè)范圍內(nèi)。大部分的粒子在所謂的積累模式在0.1-0.3微米直徑變化。這是在有關(guān)材料和碳

7、凝聚為主。細(xì)胞核模式由粒子在0.005-0.05微米直徑范圍。通常這種模式由揮發(fā)性有機(jī)硫化合物在排風(fēng)稀釋和形式冷卻,而且還可以包含固體碳和金屬化合物。細(xì)胞核模式通常包含1-20%粒子質(zhì)量與超過(guò)90%的粒子數(shù)。粗模式包括5-20%粒子質(zhì)量。它由積累的模式粒子沉積在圓柱體,已經(jīng)排風(fēng)系統(tǒng)。如圖3也有一些定義為大氣微粒的大小。可吸入顆粒物,D(直徑)< 10公里;細(xì)顆粒,D < 2.5公里;超細(xì)顆粒,D < 0.10公里;和納米D < 0.05公里或50海里。可吸入顆粒物與細(xì)顆粒實(shí)際上是由標(biāo)準(zhǔn)定義了采樣系統(tǒng)采樣概率下降到50%到指定的氣動(dòng)直徑。精確的定義,超細(xì)粒子沒(méi)有達(dá)成一致。

8、 注意,號(hào)碼,幾乎所有的粒子發(fā)出柴油機(jī)股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)同樣適用于一個(gè)火花點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī))是納米粒。顆粒尺寸的意義粒子大小的粒子的行為影響發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的本身(例如在排氣系統(tǒng),PCV)和環(huán)境。我們將集中于后者。然而,值得注意一個(gè)引擎相關(guān)的粒度效應(yīng)的后處理設(shè)備的性能。排氣過(guò)濾器(或陷阱)和催化劑可以用來(lái)減少溫室氣體的排放柴油機(jī)排氣微粒。雙方都表現(xiàn)出大小依賴(lài)性能(邁耶等,1995年、1996年)。陷阱是最有效的去除固體顆粒催化劑,同時(shí)積累方式去除有機(jī)物,主要將有助于SOF和核模式。粒度的影響所造成的環(huán)境影響發(fā)動(dòng)機(jī)排氣微粒在幾個(gè)方面:它能影響到大氣的停留時(shí)間的粒子,光學(xué)性質(zhì)的發(fā)動(dòng)機(jī)和納米:回顧577粒子

9、,粒子的表面積和能力去參加大氣化學(xué)和健康影響的粒子。 粒子的停留時(shí)間最長(zhǎng)的氛圍中,粒子0.1-10公里直徑范圍,通常是大約一個(gè)星期。出較大粒子的氣氛相當(dāng)快速沉降和較小的公司通過(guò)擴(kuò)散和凝固。一個(gè)典型的居住時(shí)間為10納米微粒大約只有15分鐘(哈里森,1996)。主要的機(jī)制是去除這些細(xì)小顆粒與粒子在凝固累積的模式。因此,盡管他們失去了自己的身份,他們?nèi)匀辉趩蝹€(gè)粒子的氛圍,本質(zhì)上相同的時(shí)間為大顆粒累積模式。光學(xué)特性的影響和能見(jiàn)度排氣微粒的大氣的建筑物。失禁這些特性依賴(lài)于顆粒大小、形狀和成分(Scherrer 1981年1月1日)、Kittelson;Kittelson等,1988).Particles

10、相互通過(guò)吸收和散射光。對(duì)柴油機(jī)微粒吸收遠(yuǎn)強(qiáng)于散射和相對(duì)較低獨(dú)立的顆粒大小的光線的可視范圍。吸收是由于碳含量的粒子,并且是在范圍的9平方米每克的性顆粒。依賴(lài)光散射粒子大小和形狀,通常是最大的粒子幾微米的直徑。散射截面為典型的柴油機(jī)排氣微粒1.5至4平方米每克。由于散射是主要的顆粒尺寸范圍的積累模式。超細(xì)粒子散射很弱。這個(gè)比表面積的柴油機(jī)排氣微粒通常是在100平方米每(Jakab等,1992)。這符合特定的表面面積3000公里二氧化碳的球體。這表明,幾乎所有的表面積個(gè)人核組成的凝聚可供吸附。因此它的表面積的柴油顆粒可能是一個(gè)函數(shù)大小的個(gè)別核凝聚而不是凝聚的大小。這個(gè)面積可用于大氣時(shí)的反應(yīng)。在大氣層

11、中,各種大氣成分將和排氣成分為本的表面積。粒子大小方面的注意力吸引最大電流的影響罰款和超細(xì)粒子對(duì)人體健康的影響。提出了基粒標(biāo)準(zhǔn)的研究是基于連接精細(xì)顆粒和不良的健康影響。許多這樣的研究顯示,健康效應(yīng)之間的相關(guān)性和大氣顆粒物濃度細(xì)顆粒濃度的提高,而不是時(shí)可吸入顆粒物的濃度(Dockery等,1993年,教皇等,1995)。因此,不良的健康影響似乎與小顆粒。很多因素可能在這里。粒子的粒子數(shù),每單位面積隨粒徑質(zhì)量下降。效率的沉積在人的呼吸道取決于粒度(ICRP等組織,1984年)。在特殊情況下,隨著降低肺動(dòng)脈沉積顆粒大小。目前污染標(biāo)準(zhǔn)是基于這樣的大規(guī)模數(shù)字或區(qū)域劑量增加,規(guī)模呈下降趨勢(shì)。微米直徑保留微

12、米的二氧化鈦可顯示出顯著的活動(dòng)二氧化鈦和更多的活動(dòng),比0.5微米多0.025微米的二氧化鈦(唐納森等,1996)。它是引人注目,二氧化鈦,通常作為生物惰性,產(chǎn)生強(qiáng)烈的反應(yīng),在形式的納米顆粒。另一個(gè)正常的惰性物質(zhì)、聚四氟乙烯,顯示出很強(qiáng)的不良的健康影響時(shí)的納米顆粒。謙虛的濃度的0.03微米,引起急性肺聚四氟乙烯熏粒子在大鼠（Warheit毒性等,1990)。這些和許多類(lèi)似的研究已經(jīng)引起關(guān)注的重大超細(xì)顆粒、納米大小、范圍。新的細(xì)粒子的標(biāo)準(zhǔn)是基于一個(gè)協(xié)會(huì)研究表明暴露于微粒之間和不良的健康影響。然而,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)潛艇2.5微米直徑粒子是有點(diǎn)武斷。這結(jié)果主要是由缺少支持?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行解讀的影響提出更小的顆粒人類(lèi)

13、的健康。鑒于強(qiáng)烈不良的健康影響顯示了納米粒子在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中未來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)可能會(huì)強(qiáng)加于細(xì)或粒子。尺寸分布如圖3所示,幾乎所有的群眾發(fā)出的細(xì)粒子引擎范圍和幾乎所有的人數(shù)在納米顆粒直徑范圍。發(fā)射存貨認(rèn)為引擎和車(chē)輛的細(xì)粒子的主要貢獻(xiàn)者在城市地區(qū)的氛圍。例如,吳會(huì)強(qiáng)等。(1996)估計(jì)51-69%細(xì)粒子的洛杉磯市區(qū)在1982年被汽車(chē)相關(guān)。大約四分之一的這些細(xì)顆粒,而非直接浮沉發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)。哈里森(1996)估計(jì),大約90%的可吸入顆粒物粒子在1990年發(fā)射了倫敦道路運(yùn)輸相關(guān)。發(fā)射庫(kù)存都沒(méi)有可供納米粒子,但是測(cè)量顯示車(chē)輛堵塞附近的一個(gè)重要來(lái)源,甚至比為可吸入顆粒物。例如,哈里森狀態(tài)那種粒子數(shù)(主要是納米顆粒濃度升

14、高)更靠近巷道可吸入顆粒物濃度比。最近一項(xiàng)研(1997),“布克在城鄉(xiāng)牛津郡顯示粒子數(shù)目濃度與交通密切相關(guān)時(shí)可吸入顆粒物主要是與交通。在發(fā)動(dòng)機(jī)排放趨勢(shì)顆粒柴油機(jī)一直受到日益苛刻的排氣管排放標(biāo)準(zhǔn)。表1所示為趨勢(shì)在基重型柴油機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)。值得注意的是所有這些標(biāo)準(zhǔn)是基于總質(zhì)量的微粒收集試驗(yàn)周期。目前對(duì)公路的引擎需要冒不超過(guò)六分之一的粒子質(zhì)量允許1988引擎和可能少于十分之一的,不受控制的引擎。目前排放標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有提及粒度。然而,更關(guān)心的是,越來(lái)越多的人也許他們應(yīng)該,或者是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)基于粒子數(shù)。一些動(dòng)向和顆粒體積濃度和大小。這些結(jié)果之前在這里是一些有用的定義。讓護(hù)士是數(shù)量的粒子,然后數(shù)濃度,N是 （1）令

15、v為微粒的體積，然求體積濃度，V是 （2）那么 （3）表1、美國(guó)的重型排放標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)微粒質(zhì)量 1988年工業(yè)0.808.01991年工業(yè)0.346.71994年工業(yè)0.136.71998年工業(yè)0.135.41997年發(fā)電設(shè)備(75-130千瓦)0.79.2當(dāng)前的空氣質(zhì)量和基于總排放標(biāo)準(zhǔn),m,但微粒的擔(dān)憂已經(jīng)上升到最近的粒子,n (4) 這里是微粒的平均密度。為球形顆粒 (5)和分別是尺寸微粒的數(shù)量和直徑，是微粒的平均體積 （6）下面一個(gè)例子有助于理解這些物理量的規(guī)模。粒子的平均體積直徑50nm,或0.05微米,球形顆粒的數(shù)量的在1克,假設(shè)平均密度為1克每立方厘米如下圖所示的結(jié)果得到的電氣溶膠分析

16、儀(EAA)為主要儀器測(cè)量體積濃度、粒度。數(shù)目已經(jīng)應(yīng)用EAA冷凝核反擊(CNC)。在大多數(shù)情況下,數(shù)控及監(jiān)管局?jǐn)?shù)濃度被發(fā)現(xiàn)是在合理的協(xié)議。這些工具是用來(lái)衡量典型大氣微粒含量。因此,很有必要稀釋到排氣樣品。稀釋比率的范圍內(nèi)都是用1000。這些帶進(jìn)一個(gè)方便的測(cè)量范圍的濃度稀釋過(guò)程,模擬大氣(Kittelson等,1988)。所有的濃度環(huán)境溫度和壓力的修正。主要特點(diǎn),給出了測(cè)量Abdul-Khalek和Kittelson(1995),Baumgard和Kittelson(1985年)與多欄等。(1980年)。所有的尺寸均是由明尼蘇達(dá)大學(xué)的,除了那些從最近的健康影響研究所(喜)報(bào)告(1996)之等,是

17、由密歇根大學(xué),技術(shù)。結(jié)果表明,在引擎技術(shù)反映變化以及生物燃料。1991年和1995柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在低硫運(yùn)行<0.05%燃料引擎運(yùn)作與含硫燃料的0.3%。圖4顯示的粒子體積濃度對(duì)燃?xì)猱?dāng)量比，比例發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)獗壤幕瘜W(xué)方法正確,因?yàn)橐恍┚哂写硇缘娜細(xì)獗壤裼秃突鸹c(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)。對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷大致是成正比的對(duì)等的比例?；鸹c(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)跑在最現(xiàn)代化的一個(gè)等價(jià)比率為1.0,然而,更高的等效比值都用在冷起動(dòng),熱身,高負(fù)荷。一般來(lái)說(shuō),排氣體積濃度呈上升趨勢(shì)。更高的價(jià)值高于當(dāng)?shù)氐陌l(fā)動(dòng)機(jī),燃?xì)獗壤黾犹夹纬珊蜏p少氧化。這種趨勢(shì)線的新引擎的顯著降低,1995年引擎超過(guò)10倍低于年長(zhǎng)的引擎。自從濃度是成正比的體

18、積濃度,這些下降趨勢(shì)在保持排氣管排放標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果兩火花點(diǎn)火引擎(SI)如圖4。現(xiàn)代的燃料注入、催化劑裝備、發(fā)動(dòng)機(jī)比舊的碳化物,非催化劑引擎干凈。在，1993年“發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出體積濃度約1又二分之一數(shù)量級(jí)低于1995柴油。另一方面,顆粒體積發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出強(qiáng)烈依賴(lài)于。冷起動(dòng)條件下操作引擎硅價(jià)值超過(guò)2。在這樣的情況下,類(lèi)似于現(xiàn)代柴油顆粒濃度可能產(chǎn)生。圖4、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣微粒測(cè)量體積濃度與電氣氣溶膠分析儀對(duì)各種發(fā)動(dòng)機(jī)及操作條件。所有的數(shù)據(jù)是由明尼蘇達(dá)大學(xué)的測(cè)試,除了來(lái)自Barley的HEI等(1996)。DI和IDI表示直接和間接噴射。圖五排數(shù)目謀害。這里的趨勢(shì),有別于體積濃度。對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)目下降率增加對(duì)等的工

19、作范圍內(nèi),只會(huì)增加在最高負(fù)荷。大部分的粒子數(shù)在細(xì)胞核模式的主要Abdul-Khalek SOF和硫酸鹽,Kittelson(,1995年)。輕負(fù)荷時(shí),低、排氣溫度都很低,沒(méi)有完全燃燒的燃料油不能得到有效的氧化。當(dāng)廢氣被稀釋和冷卻,這些材料的形式和核大批細(xì)微顆粒在細(xì)胞核模式。這些粒子導(dǎo)致大量濃度,而是由于他們的小顆粒,他們通常不明顯的體積和質(zhì)量濃度的增大而減小。作為負(fù)荷增加,排氣溫度的增加,造成更有效SOF氧化的數(shù)目下降。排氣在相當(dāng)高負(fù)荷的增加和增加碳形成抵消減負(fù)荷的數(shù)量和核濃縮SOF開(kāi)始增加。1995年的柴油引擎顯示數(shù)字降低濃度比老的引擎,但不同的是少得多的明顯比在體積濃度。1991年的柴油發(fā)

20、動(dòng)機(jī)測(cè)試HEI研究(Bagley 等 1996)之等,顯示異常高的數(shù)目,比一個(gè)數(shù)量級(jí)高于老引擎,兩個(gè)數(shù)量級(jí)高于1995引擎。這里測(cè)試發(fā)動(dòng)機(jī)的研究是很時(shí)髦的設(shè)計(jì), HEI有很高的壓力(150 MPa峰注射壓力)精確控制燃油噴射系統(tǒng)。有人建議,非常高濃度的細(xì)胞被氧化(Hunter, 1997)。然而,這個(gè)引擎產(chǎn)生很高的價(jià)值(60-75% SOF)的試驗(yàn)條件下 HEI的報(bào)告。SOF相結(jié)合的高質(zhì)量和較低固體碳可能引起廣泛的形核的形成有很大SOF細(xì)胞核模式和大量濃度這些結(jié)果是特別的關(guān)注,因?yàn)槿加蛧娚湎到y(tǒng)應(yīng)用于1991年的引擎可以更能代表未來(lái)的重型應(yīng)用比1995年的引擎,測(cè)試,它使用一個(gè)適度的高壓噴射壓力

21、峰值90 MPa)燃油噴射系統(tǒng)。圖5、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣微粒數(shù)目濃度測(cè)量?jī)x為一系列電子氣的發(fā)動(dòng)機(jī)和操作條件。所有的數(shù)據(jù)是由明尼蘇達(dá)大學(xué)的測(cè)試,除了來(lái)自Barley的HEI等(1996)。DI和IDI表示直接和間接噴射。SI發(fā)動(dòng)機(jī)顯示不斷增長(zhǎng)的濃度隨著。這意味著增加碳形成高可能是決定性因素,但是其他因素有關(guān)。隨著體積濃度較低時(shí),數(shù)量比柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。注:濃度隨強(qiáng)烈增加。在最近的一項(xiàng)研究Rickeard等。(1996)測(cè)量數(shù)字發(fā)射率從柴油機(jī)和火花點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力的車(chē)輛。他們發(fā)現(xiàn)數(shù)字發(fā)射率大大低于火花點(diǎn)燃式汽車(chē)從柴油車(chē)輛運(yùn)行條件下,但大多數(shù)情況下高速公路克魯斯相似。在這里,他們觀察到的大約和1-粒子微粒每千米

22、,火花點(diǎn)燃式和柴油車(chē)輛。觀察這些發(fā)病率高,即使是火花點(diǎn)燃式汽車(chē)配有3路的催化劑。目前,粒子排放車(chē)輛不規(guī)范火花點(diǎn)燃式動(dòng)力。這可能會(huì)改變?nèi)绻{米粒子排放被發(fā)現(xiàn)是重要的。圖6塊N / v比率為引擎既數(shù)目和體積濃度的測(cè)量。對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī),這個(gè)數(shù)字要高得多,體積比輕度負(fù)荷數(shù)目濃度較高生產(chǎn)的核。在大部分的工作范圍內(nèi),“N / v比例高于1995柴油機(jī)為老年人的引擎。這表明,新的引擎是發(fā)光的小顆粒。這是證實(shí),如圖7顯示平均體積直徑。但是總體趨勢(shì)是1988年的引擎,形成微粒子在輕負(fù)荷。這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)有非常高的分?jǐn)?shù)在輕負(fù)荷SOF(Abdul-Khalek和Kittelson,1995)。1991年的發(fā)動(dòng)機(jī)用于再次喜報(bào)

23、告顯示特殊的價(jià)值觀與N / v比一到兩個(gè)訂單高于其他引擎。這些高氮/ v比率相聯(lián)系非常小的顆粒直徑如圖7。發(fā)動(dòng)機(jī)也產(chǎn)生了非常小的顆粒直徑較小,平均體積比大多數(shù)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)用例(除了HEI研究)在其整個(gè)范圍。圖6、粒子數(shù)的比值計(jì)算體積濃度對(duì)顆粒濃度從圖4和5的數(shù)據(jù)計(jì)算圖7、平均體積直徑按N / v計(jì)算比率在圖6被假設(shè)的球形顆粒圖8、體積大小分布為1991年柴油機(jī)測(cè)試為HEI報(bào)告。( Bagley 等,1996)。DGV表示幾何量平均直徑。圖9、體積大小分布在1995年柴油發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試明尼蘇達(dá)大學(xué)。DGV表示幾何量平均直徑。圖10、加權(quán)粒度分布的數(shù)量為1991柴油發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試為HEI報(bào)告。(Bagle

24、y等,1996)。表示幾何數(shù)量DGN平均直徑。圖11、加權(quán)粒度分布對(duì)1995年數(shù)量柴油發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試明尼蘇達(dá)大學(xué)表示幾何數(shù)量DGN平均直徑。 數(shù)字8-11比較典型的粒徑分布與發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試HEI報(bào)告從1995年的粒徑分布的引擎,我們已經(jīng)測(cè)試。圖8卷加權(quán)粒度分布與發(fā)動(dòng)機(jī)的研究中使用時(shí)顯示一個(gè)相當(dāng)無(wú)花果。9顯示相當(dāng)從1995年的分布在DI發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試。需要注意的是,在這兩個(gè)地塊積累方式幾乎是相同的,都是一樣的,但是這發(fā)動(dòng)機(jī)用于有喜有核模式和基本相同量的積累模式,1995年迪引擎已經(jīng)基本上沒(méi)有細(xì)胞核模式。發(fā)動(dòng)機(jī)用于HEI有SOF治療這種疾病的60%。Kittelson等。(1988),Abdul-Khalek

25、和Kittelson(1995)強(qiáng)烈相關(guān)性和體積分?jǐn)?shù)SOF細(xì)胞核中模式。這表明,大型核模式為發(fā)動(dòng)機(jī)用于觀察HEI研究主要是SOF。數(shù)字10號(hào)機(jī)和11號(hào)顯示相同的粒徑分布在一個(gè)號(hào)碼。這個(gè)數(shù)目巨大的粒子在核引擎的使用方式的HEI研究是在這些情節(jié)更加明顯。這個(gè)比例為發(fā)動(dòng)機(jī)用于HEI研究是150倍為1995年DI引擎。這個(gè)號(hào)碼加權(quán)幾何平均直徑、DGN、也要小得多,0.011微米,與之相比,0.043微米。 HEI報(bào)告引出擔(dān)心新的柴油機(jī)排放技術(shù)領(lǐng)先的增加。有關(guān)排放微小粒子是由N / v比率為代表的。表2是一個(gè)制表氮/ v比率從公布的數(shù)據(jù)不包括在圖4-7。表2。 N/V從各種來(lái)源的比值計(jì)算（每立方微米部分

26、相當(dāng)于密度為1克每立方厘米的顆粒球形每克顆粒）條件SOFN/v來(lái)源參考巷道稀釋0噴式柴油機(jī)，康明斯Kittelson等 （1988年）巷道稀釋0.38570001979年柴油機(jī)底特律柴油機(jī)Kittelson等 （1988年）大氣稀釋約等于037001979柴油機(jī)，卡特彼勒耐久性試驗(yàn)臺(tái)Kittelson等 （1988年）農(nóng)村高速公路0.2426000混合交通Kittelson等 （1988年）農(nóng)村背景0.144300背景Kittelson等 （1988年）底盤(pán)測(cè)功機(jī)實(shí)驗(yàn)室稀釋NA56000在使用中的車(chē)輛的SI非催化劑Hildemann等 （1991）N/ V數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái)

27、的底盤(pán)測(cè)功機(jī)實(shí)驗(yàn)室稀釋NA46000在使用中的車(chē)輛的SI催化劑Hildemann等 （1991）N/ V數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái)的發(fā)動(dòng)測(cè)力機(jī)NA4000001995在催化劑硫酸形成模式下的直噴式柴油機(jī)工作進(jìn)展，美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)發(fā)動(dòng)測(cè)力機(jī)NA25000四沖程直噴式柴油機(jī)，鐵添加劑工作進(jìn)展，美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)發(fā)動(dòng)測(cè)力機(jī)NA2900四沖程直噴式柴油機(jī)，基線工作進(jìn)展，美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)很明顯,從表二 N/ v比率的粒子,因此每單位的排放顆粒物是高度可變的。試驗(yàn)結(jié)果表明:N/ v的比率在50,000-60,000 粒子每立方微米范圍內(nèi)變化(或假設(shè)球形,單位密度顆粒,5-粒子每克的粒子質(zhì)量)可能是發(fā)出不常見(jiàn)的年長(zhǎng)的柴油和

28、硅引擎在公路克魯斯的條件。這是符合N / v比在農(nóng)村公路26000觀察混合交通條件。這個(gè)比率低于來(lái)源的水平,因?yàn)橄♂尯湍獭?20,000-360,000價(jià)值在HEI工作(圖6)顯著高于其他引擎的報(bào)道。我們只能這樣產(chǎn)生如此高的N / v比在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行柴油機(jī)配備了催化劑在一個(gè)高,高負(fù)荷條件下,導(dǎo)致顯著的硫酸鹽的形成。這導(dǎo)致了一個(gè)V/ v的比率約40萬(wàn)。討論和結(jié)論 有可能對(duì)健康不利帶電粒子引擎是導(dǎo)致微粒排放標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量和協(xié)議。這種新引擎技術(shù)為代表的發(fā)動(dòng)機(jī)用于研究,而顯著降低黑粒子質(zhì)量排放,導(dǎo)致了尖銳的人數(shù)增加了排放微小粒子。這些微?？梢园N類(lèi)SOF)、碳碎片,硫酸鹽,金屬灰。碳?xì)浠衔锖吞嫉乃槠?/p>

29、能微小粒子的主要來(lái)源為引擎運(yùn)轉(zhuǎn)正常條件下與低硫燃料。,形成這些粒子在大型集中的過(guò)濾引擎的可能原因包含成SOF增強(qiáng)減少大規(guī)模和廣泛的總煙塵中碳氧化導(dǎo)致分裂的凝聚引擎。作為發(fā)動(dòng)機(jī)排氣稀釋劑、冷卻、SOF可能通過(guò)從氣相顆粒相兩條途徑:核組成的新粒子和吸附于現(xiàn)有的粒子。如果有偏愛(ài)成小面積上的吸附。這可能會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)用于研究的黑粒子在哪里可以吸收積累模式已經(jīng)大大減少SOF相比,年長(zhǎng)的引擎。另一方面,在1995年發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試在明尼蘇達(dá)大學(xué)有著同樣的低濃度的粒子在積累形成的模式,但并沒(méi)有顯著的細(xì)胞核模式。然而,這個(gè)引擎有顯著降低 SOF值(大概30-40%)。因此,從核是高度非線性過(guò)程(弗里德蘭德1997）物種

30、的濃度不會(huì)去在稀釋過(guò)程變得足夠高引起重要的核。如果這個(gè)解釋是正確的,引擎形成微小粒子的未來(lái)將取決于凝結(jié)或吸附的相對(duì)數(shù)量的物種和固體表面凝結(jié)在其上。 其他一些問(wèn)題，應(yīng)考慮是否由納米顆粒排放發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)引起人們的關(guān)注。如果這些微粒主要是由揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行測(cè)試，其中有他們?cè)谖覀兯械陌l(fā)動(dòng)機(jī)，它們形成的排氣稀釋和冷卻。其形成的數(shù)量和規(guī)模將取決于稀釋過(guò)程的細(xì)節(jié)的。因此，應(yīng)模擬大氣稀釋?zhuān)允勾頊y(cè)量。此外，如果這些粒子具有波動(dòng)性，他們可能有不同的健康影響的固體顆粒。在大氣中，可能會(huì)導(dǎo)致凝血納米范圍內(nèi)迅速成長(zhǎng)為規(guī)模的積累模式。這些字符的團(tuán)聚也將取決于是否有堅(jiān)實(shí)的納米粒子或揮發(fā)性。由于凝血，最高濃度和顆粒接觸到或

31、將出現(xiàn)在公路附近的粒子。 目前的排放標(biāo)準(zhǔn)是群眾基礎(chǔ)。群眾往往是在保存過(guò)程中的稀釋和取樣。另一方面，粒子數(shù)是不守恒，并可能顯著改變凝血均勻成核。這反過(guò)來(lái)可能會(huì)改變粒子的大小，特別是如果一個(gè)數(shù)的加權(quán)大小使用。因此，任何的變化，或增加，目前的群眾基礎(chǔ)的排放標(biāo)準(zhǔn)，包括尺寸或數(shù)濃度測(cè)量將導(dǎo)致顯著的取樣和測(cè)量挑戰(zhàn)。 車(chē)輛排放的廢氣對(duì)粒子關(guān)注往往集中于那些由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排放，因?yàn)樗麄兊馁|(zhì)量要高得多。但是，如果納米粒子是一個(gè)問(wèn)題，不僅柴油，而且火花點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)可能是重要的問(wèn)題。參考文獻(xiàn)1、阿卜杜勒哈利克，IS和Kittelson（1995年）和固體廢氣實(shí)時(shí)測(cè)量揮發(fā)性粒子使用SAE的催化950236號(hào)。2、巴格來(lái)，

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