柴油机清洁排放控制技术的发展.doc

柴油机清洁排放控制技术的发展.doc柴油机清洁排放控制技术的发展[摘要] 以新一代燃烧技术的发展、演变及特征为出发点, 从燃料改质技术、缸内净化技术和后处理技术三方面归纳了柴油机清洁排放控制技术研究的发展。重点分析了各种技术的特点以及对发动机排放的作用和影响。[ 关键词] 清洁排放;燃料改质;燃油优化;后处理;控制技术中图分类号: 文献标识码:A 文章编号: 1009-914X ( 2015 ) 44-0089-01 引言传统柴油机所造成高的PM和 NOx 排放的根本原因在于油气混和不好, 油气混和不好是由于柴油机固有的燃烧方式所决定的( 柴油机属于燃料喷雾扩散燃烧) 。燃油在压缩冲程末期被喷人缸内,经过短暂的滞燃期开始自燃着火。由于燃油与空气混合时问短, 而且在着火开始时, 喷射尚未结束, 结果造成了燃烧室内存在许多局部“很浓”的适宜碳烟产生的区域以及当量比为 1 附近的有利于 NO。产生的区域( 燃烧火焰温度高达 2700K )。柴油机这种非均质燃烧的固有性质, 使它必然存在 NOx 和碳烟排放的最低限值。 1 排放控制的措施和应对方案在今天环境破坏和资源枯竭的双重压力下, 各国政府都先后通过各种法律法规来对汽车市场进行规范, 主要技术路线有: 燃料改质技术、缸内净化技术及后处理技术。 燃料改质技术燃料特性对放热率以及自燃着火特性有着显著的影响, 这给燃烧过程的控制提供了可能, 即通过混合燃料、添加剂、燃料预处理等各种措施使燃料的自燃着火特性改变, 从而实现控制燃烧过程的目的。以下是各种燃料改质技术的方法和特点介绍。(1 )减少燃油中芳香烃成分,可以减少 NOx 的排放; (2 )根据燃油的馏程,合理提高燃油的十六烷值,能有效降低 NOx 的排放; (3 )乳化处理。在柴油中加入适当的乳化剂,通过乳化燃料中水的汽化降低缸内燃烧温度,减少 NOx 的排放; (4 )降低硫含量。含硫量增加,除使燃烧过程所产生的硫酸盐固体颗粒增多外, 还由于中间产物能够催化碳烟生成, 使总的颗粒物数量增加; (5 )掺烧消烟剂。在燃油中添加钡、镁、锌等可溶性碱化盐或中性盐可以减少碳烟排放; (6 )添加含氧燃料。提高柴油中的氧分子含量,有助于降低碳烟排放。 缸内净化技术现代柴油机技术的发展为控制柴油机混合气的形成和燃烧优化及清洁排放提供了更好的控制手段和实现方法。下面就增压中冷技术、 EGR 技术、可变气门技术、燃油喷射技术和电控技术的发展和特点进行介绍。 增压中冷技术涡轮增压可增大柴油机的空气量,用较大的过量空气系数组织燃烧, 可限制最高燃烧温度,抑制 NOx 的增加。进气中冷技术可降低进气温度, 进一步增加发动机进气量,从而降低燃烧温度,控制 NOx 的生成。 排气再循环技术排气再循环( EGR )是降低发动机 NOx 排放的有效技术手段。 EGR 对 NOx 排放的降低作用主要来自于再循环排气对燃烧过程的影响,包括热作用、稀释作用、进气温度作用和化学作用等几个方面。 可变气门技术基于可变气门技术的可变压缩比技术可以改变混合气的密度、压力和温度, 从而对燃油的自燃过程产生影响。降低有效压缩比, 可以降低缸内的温度和压力, 使得 NOx 排放大幅降低。同时, 降低有效压缩比还可以利用较大的膨胀比,实现米勒( Miller )循环,使作