内燃机曲轴箱排放正受到越来越多的关注和研究。目前有部分发动机,特别是非道路用柴油机,仍采用开式曲轴箱通风系统。随排放标准的加严,内燃机排气管排放物明显降低,曲轴箱排放相应地占总排放的比例日趋上升。本文采用试验结合数值模拟的方法研究电控共轨柴油机曲轴箱气体/颗粒排放及其形成。建立了曲轴箱可视化试验台,研究曲轴箱内机油破碎现象及柴油机转速的影响。研究表明:随转速提高,机油弧条数增加;机油弧长随时间呈现正比例上升,油弧扫略面积随时间先缓增后急增;机油弧圆心基本在一条与X轴成45°角的直线上,随转速增加,机油弧圆心分布逐渐分散,背离曲轴旋转轴心的倾向增加,机油运动的循环变动也变大;随时间发展,机油质点集平均速度波动变大,分离趋向明显,高转速下,机油弧逐渐变成机油滴。采用树状自适应网格和实时追踪两相界面的VOF方法数值模拟了机油气体相互作用,并温度补偿式体积法试验研究机油充气率。发现:机油滴在下落过程中被压缩成近椭圆形;机油滴撞击机油面会出现三种现象:机油滴机油面融合、融合飞溅过渡和机油滴飞溅;带有温度补偿的评价方法非常有必要;机油瞬时机油充气率和机油温度随时间迅速降低并接近于零和环境温度;机油充气率对油气混合物影响机油破碎过程的参数有一定影响。试验研究了柴油机曲轴箱颗粒的数量/质量排放、挥发和氧化特性及多环芳烃排放。结果表明:曲轴箱粒径分布在小负荷下呈单峰,大负荷下双峰,且负荷增大降低了核模态颗粒数量,增加了积聚态颗粒数量;颗粒数量随转速提高而降低;随喷油推迟,核模态颗粒数量降低而积聚态颗粒先降后升;曲轴箱颗粒样品中挥发性有机物占比超过95%,且随转速和负荷几乎不变;曲轴箱和排气管颗粒中PAHs比排放率均随负荷减小,其中,3环和4环芳烃所占比例最大;曲轴箱与排气管颗粒排放的当量毒性相当。建立了电控共轨柴油机曲轴箱排放综合试验台。首先以CO为标记物,对稳态工况关联研究了缸内燃烧、排气管和曲轴箱HC排放及喷油参数。结果表明:曲轴箱通风流量随转速、负荷而上升;曲轴箱排气量占排气管的比例随负荷而减小,随喷油推迟逐渐降低,变化量随转速升高而减小;气缸窜气对曲轴箱HC排放的贡献在5~35%之间。曲轴箱气体排放量因为累积效应强且无法采用后处理装置消除而不可忽视,尽管曲轴箱气体排放比排气管低一到两个数量级。关联研究了柴油机冷起动过程的燃油喷射、缸内燃烧、瞬态转速、排气管和曲轴箱HC排放及喷油参数的影响。研究发现:冷起动过程中,从第2循环开始,喷油器开始喷油,排气管HC排放迅速增至峰值后快速减小至稳定值,曲轴箱排放从起动开始就快速增大并稳定。低环境温度比高环境温度时冷起动更困难,排气管HC排放高,但曲轴箱HC排放的稳定值变化不大;随喷油推迟,排气管HC排放最高值和稳定值均有所降低,上止点喷油时,排气管HC排放值很高,曲轴箱HC排放随喷油推迟而降低;随设定油轨压力增大,曲轴箱和排气管HC排放降低。加入预喷后,加速阶段的缸压峰值比单次喷射有所降低,且随主预喷间隔变化不大,随预喷油量的增加先降后增,排气管HC排放在进入怠速后继续增大,且增速随着主预喷间隔而增大,随预喷量增加变化不大,曲轴箱HC排放稳定值比单次喷射时略高。