车用柴油机节能与排放技术的发展

摘 要：随着我国汽车产业的不断发展，国家对汽车排放废气的质量标准以及能源消耗要求也越来越高，如何最大限度的降低汽车的能量消耗以及尽可能的提高废气排放质量也成为了许多学者十分关注的问题。研究表明，在废气质量，供能效率方面，柴油机比汽油机有着更好的效率，因此将其广泛的应用在汽车产业中将十分有利于汽车行业的发展，寻找降低柴油机节能方式和环保技术对汽车行业有着十分重要的意义。本文就从柴油机节能与排放技术这一问题出发，分析柴油机节能与排放技术的发展历程，论述提高柴油机节能效率与提高排放标准的一些建议并提出具体措施。

关键词：汽车行业 柴油机效率 节能与排放问题

中图分类号：X73 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0118-01

汽车可以算是人类社会最重要的发明之一，他的出现不但将整个世界的技术水平推上了一个新的高度。也给人们的生活带来了很大的方面，拉近了人与人之间的距离。但是不可否定，汽车的出现也给我国的环境治理带来了很大的压力，汽车排放的废气也成为了我国环境的重要的污染源，因此解决汽车的废气排放成为了推动汽车行业继续发展所必须要翻过的一座大山。除此之外，汽车也是一个耗能很严重的一个机器，要提高汽车的速度等指标也必须要提高汽车的能耗，调查显示，汽车的耗能在总耗能中也占据着很大的比重，由此可见，研究技能措施是汽车工作者所面临的一个重大课题。柴油机与汽油机相比有这许多优势，研究它的节能和排放问题具有很重要的意义。

1 柴油机的废气中的有害物质

1.1 碳氢化合物

碳氢化合物即HC是柴油机排放的废气中的重要组成部分，它主要有不完全燃烧的燃料，燃料分子的自我分解以及氧化反应的中间产物组成，碳氢化合物会对环境产生很大的污染，它能与环境中的氮氧化合物如二氧化氮等相互作用，产生一系列有害气体如臭氧等，一部分产物还会对人体产生很大的伤害，必须加以去除。

1.2 碳氧化合物

碳氧化合物是汽车尾气中最常见的一部分有害气体，以一氧化碳为主的碳氧化合物主要是由碳在燃烧过程中因为氧气不足而不能完全燃烧成二氧化碳而产生的，如果让这类气体进入呼吸道，它会与血红蛋白结合，示人中毒，窒息甚至死亡。

1.3 氮氧化合物

氮氧化合物虽然在废气中的比例不是很大，但是污染效果很大，废气中的氮氢化合物主要是由高压条件下的氮氧相互作用而产生的，氮氧化合物与烃类化合物结合到一起也会产生光化合烟雾，对人体产生很大的伤害，必须要对之进行处理。

1.4 颗粒物

颗粒物的产生式由于燃料与供气的不均匀结合而产生的，颗粒物对人体尤其是肺部有很严重的危害，会引起多种呼吸道疾病。

1.5 硫氧化合物

硫氧化合物如二氧化硫，三氧化硫等是煤中的硫元素与氧气发生的化合反应的产物，它进入大气后所带来的最重要的危害就是酸雨，严重降低空气质量，使用脱硫煤是降低这种污染的重要方式。

2 提高柴油机废气质量和节能的具体措施

2.1 氮氧化合物的控制

氮氧化合物在是污染系数比较大的一类汽车尾气，需要采取特殊措施加以控制，降低氮氧化物的排放数量的一个有效方法是适当降低燃烧温度。但是研究发现，在燃烧温度降低的同时，柴油机的燃烧效率也会降低，能源消耗则会增大，所以在降低燃烧温度的同时也要兼顾其他因素。控制氮氧化物排放质量的具体措施为：（1）增大压强：增大压强可以提高柴油机功率，但是随着压强的增大，柴油机的燃烧温度会提高，这会增加氮氧化合物的产量。因此必须在增大压强后进行中冷处理。（2）进行废气再循环：研究发现，进行废气再循环可以大大降低氮氧化合物的排放量，但是进行废气再循环会提高柴油机管路的复杂性。除了以上两种方法以外，还有一些方式可以降低氮氧化合物的排放量，如改善燃烧室的结构，喷射方式等。

2.2 提高柴油的质量

柴油的组成成分对汽车的尾气成分也有着直接的影响，提高柴油的质量也能够有效地提高汽车的尾气质量。并且提高柴油质量也是一个比较容易实现的方式。例如降低柴油中硫元素的含量，这一方式将大大减少尾气中的二氧化硫和一氧化硫的含量，同时还可以在一定程度上减少颗粒的含量。再则，减少使用芳烃含量较小的柴油可以减少尾气中氮氧化合物和颗粒的含量，提高尾气质量。最后使用p元素含量小的柴油也可以提高汽车尾气的质量。总之，为了减少尾气中的一些有害气体，就要选取质量好的柴油，建立更加完善的柴油优化系统，为后续措施奠定基础。

2.3 合理控制燃烧极限

研究发现，当燃料与供气的混合浓度在燃烧极限附近时，燃烧过程变得很不稳定，压力变化幅度变大，这种变化主要体现在以下两个方面：（1）相同循环过程中的平均压力变化幅度变大。（2）不同玄幻过程中的平均压力变化幅度变大。如果能够测得这一压力变化幅度，就能够得知这一燃烧极限值，当浓度达到燃烧极限值时就必须及时提高喷油量，增加混合浓度，防止发生缺火现象，相反，如果变化幅度很小，就表示混合浓度里燃烧极限很远，这时就应该降低喷油量，发挥稀薄燃烧在节能和降低氮氧化合物排放方面的优势。由此可见合理控制燃烧极限既可以降低能耗又能够减少尾气排放。

3 结语

随着世界范围内的能源危机和环境污染问题的日益严重，人们对于发动机在节约能源和控制污染物排放方面的要求日趋严格，当前国内外法规对柴油机节能与排放的要求越来越高，柴油机节能减排枝术发展面临着新的挑战。由于全球环境面临的问题，排放标准越来越严格，柴油机技术越来越复杂。未来柴油机技术发展必须加强燃烧前、燃烧过程、排后处理和清沽燃油等技术的研究开发，并对各优化技术进行集成，综合调控，使柴油机能在动力性、经济性及环保3个方面达到最优化。

参考文献

[1]何仁.汽车制动能再生方法的探讨[J].江苏大学学报：自然科学版，2005（6）.

[2]张毅，杨林，朱建新.电动汽车能量回馈的整车控制[J].汽车工程，2005，27（1）.

[3]彭栋.混合动力汽车制动能量回收于ABS集成控制研究[D].上海交通大学机械于动力工程学院，2007.

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