柴油车颗粒物排放控制技术研究(1)

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1、·柴油车颗粒物排放控制技术研究·文章编号:1002-4581(2008)02-0023-03柴油车颗粒物排放控制技术研究12黄定华,李孟良12HUANGDing-hua,LIMeng-liang(1.武汉理工大学汽车工程学院,湖北武汉430070;2.中国汽车技术研究中心,天津300162)摘要:简要介绍了柴油车颗粒物排放的特点,结合国内外的研究状况,从选择燃料、柴油机改进设计和排气后处理三方面对柴油车颗粒物排放控制进行了分析和研究。关键词:柴油机;排放控制;燃料;排气后处理中图分类号:U464.172:×734.201文献标识码:A染,随着人们对环境保护的日益重视,世界各国0前言都

2、相继制定了严格的排放标准来限制汽车的排北放,这就要求各汽车制造商必须对汽车加以改相比汽油机而言,柴油机由于具有高的压缩进,以满足日益严格的排放法规。京比而使其燃油效率比汽油机大,具有较低的燃油目前国内外控制柴油机微粒排放的措施主消耗率和较大的功率,因而以其优良的动力性、汽要有燃料改进、柴油机的改进设计以及排气后处经济性、耐久性在汽车中得到了越来越广泛的应理等。用,尤以载重车、大中型客车和特种车为主,近几车年来在轿车上的使用也逐渐增多,我国柴油车的1.1改善燃油质量保有量在最近几十年也持续快速增加。不过由于从燃料的角度来讲,影响柴油机碳颗粒排放柴油机混合气形成和燃烧的特点,使得其颗粒物

3、的因素主要有燃料的含硫量、密度、挥发性及碳的排放是汽油机的30~50倍。这些大量排放出来原子数,其中燃料的含硫量是最重要的参数,通的微粒对人体呼吸系统危害极大,可以引起慢性过加氢脱硫的方式除去燃料中的硫,随后进一步肺病。美国环保局(EPA)的试验证明,吸附在柴氢化处理,可提高燃料质量,当燃料中的硫从油机排气微粒表面的可溶有机物具有诱变作用,0.12%下降到0.05%时,微粒排放量将减少8%～其组分的90%以上为致癌物质。因此,控制柴油10%,可防止催化剂中毒,保证较高的催化效率,机的微粒排放具有十分重要的意义。从而使微粒排放物的数量大大减少。另外国外已1柴油机颗粒物排放控制技术措施尝

4、试使用乙醇、植物油、压缩天然气等代替燃料,然而,究竟采用何种代用燃料,不仅考虑其技术柴油机造成污染物排放的根本原因在于油上是否可行,来源是否丰富,对环境是否安全等气混合不好,如果能达到理想的混合,碳烟是不问题,而且还要考虑其价格是否可以接受。目前,可能生成的,但由于实际情况中油气混合不好导不论是乙醇还是植物油都未能在柴油机上大量致局部缺氧,使得碳烟大量生成。使用,主要原因是价格比柴油高出许多。由于柴油机微粒的排放造成了对大气的污另外,合成柴油也能很好地降低排放。它是《北京汽车》2008.No.2·23··柴油车颗粒物排放控制技术研究·以70%左右的柴油为基础,加入由15%左右的NOx

5、降低80%,微粒减少90%,耗油量降低16%。水、15%左右的乳化剂,经过超磁高强剪切乳化而1.2.3采用多气门技术成为一种“油包水”型环保节能柴油,其原理是目前,车用中、小型柴油机正向多气门方向水汽化时产生比自身大1700倍体积的蒸汽时,发展,以加大循环充气量,改善其动力性、经济性会突破油膜使油再度雾化,从而更充分燃烧,有及排放性能。柴油机使用四气门(两进两排)技效地减少了颗粒物排放。术,可增大进气通过的最小横截面积,增加循环进气量,提高柴油机功率和转速;可实现喷油嘴1.2柴油机的改进正中布置,保证各喷嘴喷注的形态和混合条件相1.2.1共轨式燃油喷射技术同,使喷注分布和混合气形成更

6、加合理;低速时柴油机污染物的排放量很大程度上取决于可通过关闭一个进气道来提高缸内漩流速度,并通过特殊设计,充分利用进气惯性来提高低速进气缸内的燃烧过程,改进燃烧过程的各个环节(如气量。以上各点对减少有害排放物都是有利的,燃烧喷射系统、进气系统、进气口形状和燃烧室特别是低速涡流比和进气量的提高,部分解决了形状等)都会改善燃烧过程。共轨式电控燃油喷射传统机型低速性能较差的缺点。技术通过共轨直接或间接地形成恒定的高压燃1.2.4采用废气再循环技术(EGR)油,分送到每个喷油器,并借助于集成在每个喷虽然废气再循环(EGR)的主要目的是降低油器上的高速电磁开关阀的开启与闭合,定时、NOx的排放

7、,但合理选择EGR率也可以防止产生定量地控制喷油器喷射至柴油机燃烧室的油量,较多的颗粒:一般在中、低负荷时采用较大的EGR北从而保证柴油机达到最佳的燃烧比和良好的雾率,在全负荷时不用,以保证性能,当转速提高时化,以及最佳的点火时间、足够的点火能量和最京则降低EGR率,以保证较多的新鲜空气充量。少的污染排放。1.2.5防止机油的泄漏柴油机共轨式电控燃油喷射技术是一种全汽柴油机尾气排放中的PM除了燃油燃烧生成新的技术,因为它集成了计算机控制技术、现代外,机油产