随着环境气候变化以及能源问题的日益突出,尤其是雾霾天气的持续增加,政府开始越来越重视节能减排。传统汽车是排放污染物的主要来源之一,随着排放法规的日趋严格,现代发动机技术的进步使发动机结构变得愈来愈优化,微粒排放物越来越少,随之而来的问题是曲轴箱窜气对微粒的贡献所占的比例增大。缸内直喷汽油机排放微粒受曲轴箱窜气的影响相对较大,导致发动机研发人员更加重视曲轴箱窜气对发动机微粒排放的影响。因此本文在发动机试验台架和光学试验平台的基础上,研究曲轴箱窜气对发动机微粒的变化规律,具体研究内容如下:1.进行了2.0L增压柴油机和1.4TGDI汽油机的窜气量试验,得出柴油机窜气速率最大值在中等转速全负荷工况下,窜气量在相同负荷下从中等转速到最大转速的过程中变化不大;汽油机窜气速率随扭矩的增加而增加,转速对窜气速率影响很小。2.在发动机实验台架上进行了微粒测量试验,研究1.4TGDI汽油机分别在转速1000r/min、2000r/min和3000r/min下,不同窜气量在不同负荷下对发动机微粒的分布特性,包括微粒的数量浓度、质量浓度以及表面积浓度等。1)在1000 r/min、不同负荷、不同窜气量状态下,微粒数量浓度还是以核模态微粒为主,质量浓度以积聚态微粒为主,积聚态表面积浓度随窜气量的增加逐渐减少,微粒表面积浓度逐渐由积聚态转变为核模态,窜气形态主要是核模态成分,微粒粒径峰值向大粒径增加,其中微粒的核模态数量浓度成倍增加,积聚态质量浓度和表面积浓度在高负荷下增加明显。2)在2000 r/min、不同负荷、不同窜气量状态下,微粒数量、质量和表面积积聚态浓度在负荷60N·m和250N·m变化最大,而负荷200N·m下影响较小,微粒质量浓度、表面积浓度还是以积聚态为主,说明在2000r/min200N·m发动机排放最优。3)在3000 r/min、不同负荷、不同窜气量状态下,数量浓度随着窜气量的增加由双峰变成三峰,窜气成分集中在14~110nm,尤其是积聚态数量浓度,数量浓度、质量浓度和表面积浓度在200N·m下的变化最明显。3.在光学实验平台上进行曲轴箱窜气对GDI汽油机微粒生成过程影响的可视化,通过改变机油与汽油的掺混比例,观察曲轴箱窜气与燃料在燃烧室内混合燃烧的燃烧情况,探究窜气和燃料混合生成微粒的机理。试验表明,由于微粒的形成过程主要是微粒生成过程和氧化反应过程之间的动态平衡,随着掺混比例的增加会阻碍火焰的传播速度和微粒的氧化反应过程,有利于微粒的生成,影响火焰的发光强度,使燃烧c时间变长,微粒质量随时间的变化关系与自然火焰发光度相似,都是单峰分布,都存在一个最大值点。