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面对节能减排的迫切需求,发展内燃机替代燃料,对减少我国进口原油的依赖性和减轻环境污染具有重要意义。柴油机燃用生物柴油时不仅会产生NOx、CO、CO2、THC、PM等常规排放污染物,还会产生烷烃、烯烃、芳香烃以及醛、酮类含氧化合物等,这些非常规排放污染物对人体及环境都有一定的危害。本文围绕生物柴油对重型车整车以及工程船用大功率柴油机的排放影响开展了系列研究。基于C-WTVC循环对重型车整车进行试验研究,探讨了重型车常规排放、颗粒物组分及气态非常规排放随生物柴油掺混比和整车工况的变化规律。对工程船的两台泵用柴油机进行实船试验,分析了燃用B10生物柴油相对于D100的排放污染物变化规律。本文分别搭建了重型车和工程船排放测试系统,在线测量了NOx、CO、CO2、THC、颗粒数等常规排放污染物,分析了常规污染物随生物柴油掺混比的变化规律,同时浅析了不同车之间的差异,采集了颗粒物滤膜样品以及排放的气态样品。结果表明,随着生物柴油掺混比例的增加,重型车NOx单位里程排放量逐渐增加,CO、THC、PM排放有所降低,核态颗粒物数量增加使得PN升高;NOx排放分担率主要集中在市区工况和高速工况,而CO和THC分担率主要集中在市区工况,油耗与CO2排放也随之相应升高。工程船用柴油机燃用B10生物柴油相对于D100,使得NOx和PN有所增加,CO和THC排放降低。对颗粒物分别进行了OC、EC碳质组分分析、水溶性离子分析和无机元素分析。结果表明,OC、EC分别占PM的48.14%±17.82%和38.27%±17.29%。燃用生物柴油后使得重型车颗粒物排放中水溶性离子占PM总量的31.31%±12.08%;无机元素组分总量占PM总量的9.20%±4.97%。对工程船的泵用柴油机颗粒物碳质组分分析中发现,OC1、OC2占主要部分,两者占有机碳总量的62.06%以上,EC2在EC1、EC2、EC3中含量最高。通过苏玛罐采样和气相色谱质谱联用的方法,分析了燃用生物柴油对醛、酮等含氧化合物、芳香烃、烷烃、烯烃等非常规物质浓度的影响。结果表明,随生物柴油掺混比例的增加,VOCS总质量浓度先下降后升高。燃用B10生物柴油烷烃、卤代烃和烯烃的质量浓度相对于D100有所增加,但重型车排放的质量浓度随掺混比例的增加呈下降趋势,而芳香烃和醛酮类物质的质量浓度则呈上升趋势。对于重型车芳香烃中主要以苯、甲苯、间对二甲苯为主,平均占到54.14%;乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、苯甲醛和乙醛占含氧化合物的80.31%;对于工程船用柴油机醛酮类最高占比达到93.30%。