車用柴油機節(jié)能與排放技術(shù)的發(fā)展

張印濤

摘 要：隨著我國汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，國家對汽車排放廢氣的質(zhì)量標準以及能源消耗要求也越來越高，如何最大限度的降低汽車的能量消耗以及盡可能的提高廢氣排放質(zhì)量也成為了許多學者十分關(guān)注的問題。研究表明，在廢氣質(zhì)量，供能效率方面，柴油機比汽油機有著更好的效率，因此將其廣泛的應(yīng)用在汽車產(chǎn)業(yè)中將十分有利于汽車行業(yè)的發(fā)展，尋找降低柴油機節(jié)能方式和環(huán)保技術(shù)對汽車行業(yè)有著十分重要的意義。本文就從柴油機節(jié)能與排放技術(shù)這一問題出發(fā)，分析柴油機節(jié)能與排放技術(shù)的發(fā)展歷程，論述提高柴油機節(jié)能效率與提高排放標準的一些建議并提出具體措施。

關(guān)鍵詞：汽車行業(yè) 柴油機效率 節(jié)能與排放問題

中圖分類號：X73 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（b）-0118-01

汽車可以算是人類社會最重要的發(fā)明之一，他的出現(xiàn)不但將整個世界的技術(shù)水平推上了一個新的高度。也給人們的生活帶來了很大的方面，拉近了人與人之間的距離。但是不可否定，汽車的出現(xiàn)也給我國的環(huán)境治理帶來了很大的壓力，汽車排放的廢氣也成為了我國環(huán)境的重要的污染源，因此解決汽車的廢氣排放成為了推動汽車行業(yè)繼續(xù)發(fā)展所必須要翻過的一座大山。除此之外，汽車也是一個耗能很嚴重的一個機器，要提高汽車的速度等指標也必須要提高汽車的能耗，調(diào)查顯示，汽車的耗能在總耗能中也占據(jù)著很大的比重，由此可見，研究技能措施是汽車工作者所面臨的一個重大課題。柴油機與汽油機相比有這許多優(yōu)勢，研究它的節(jié)能和排放問題具有很重要的意義。

1 柴油機的廢氣中的有害物質(zhì)

1.1 碳氫化合物

碳氫化合物即HC是柴油機排放的廢氣中的重要組成部分，它主要有不完全燃燒的燃料，燃料分子的自我分解以及氧化反應(yīng)的中間產(chǎn)物組成，碳氫化合物會對環(huán)境產(chǎn)生很大的污染，它能與環(huán)境中的氮氧化合物如二氧化氮等相互作用，產(chǎn)生一系列有害氣體如臭氧等，一部分產(chǎn)物還會對人體產(chǎn)生很大的傷害，必須加以去除。

1.2 碳氧化合物

碳氧化合物是汽車尾氣中最常見的一部分有害氣體，以一氧化碳為主的碳氧化合物主要是由碳在燃燒過程中因為氧氣不足而不能完全燃燒成二氧化碳而產(chǎn)生的，如果讓這類氣體進入呼吸道，它會與血紅蛋白結(jié)合，示人中毒，窒息甚至死亡。

1.3 氮氧化合物

氮氧化合物雖然在廢氣中的比例不是很大，但是污染效果很大，廢氣中的氮氫化合物主要是由高壓條件下的氮氧相互作用而產(chǎn)生的，氮氧化合物與烴類化合物結(jié)合到一起也會產(chǎn)生光化合煙霧，對人體產(chǎn)生很大的傷害，必須要對之進行處理。

1.4 顆粒物

顆粒物的產(chǎn)生式由于燃料與供氣的不均勻結(jié)合而產(chǎn)生的，顆粒物對人體尤其是肺部有很嚴重的危害，會引起多種呼吸道疾病。

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與氧氣發(fā)生的化合反應(yīng)的產(chǎn)物，它進入大氣后所帶來的最重要的危害就是酸雨，嚴重降低空氣質(zhì)量，使用脫硫煤是降低這種污染的重要方式。

2 提高柴油機廢氣質(zhì)量和節(jié)能的具體措施

2.1 氮氧化合物的控制

氮氧化合物在是污染系數(shù)比較大的一類汽車尾氣，需要采取特殊措施加以控制，降低氮氧化物的排放數(shù)量的一個有效方法是適當降低燃燒溫度。但是研究發(fā)現(xiàn)，在燃燒溫度降低的同時，柴油機的燃燒效率也會降低，能源消耗則會增大，所以在降低燃燒溫度的同時也要兼顧其他因素。控制氮氧化物排放質(zhì)量的具體措施為：（1）增大壓強：增大壓強可以提高柴油機功率，但是隨著壓強的增大，柴油機的燃燒溫度會提高，這會增加氮氧化合物的產(chǎn)量。因此必須在增大壓強后進行中冷處理。（2）進行廢氣再循環(huán)：研究發(fā)現(xiàn)，進行廢氣再循環(huán)可以大大降低氮氧化合物的排放量，但是進行廢氣再循環(huán)會提高柴油機管路的復(fù)雜性。除了以上兩種方法以外，還有一些方式可以降低氮氧化合物的排放量，如改善燃燒室的結(jié)構(gòu)，噴射方式等。

2.2 提高柴油的質(zhì)量

柴油的組成成分對汽車的尾氣成分也有著直接的影響，提高柴油的質(zhì)量也能夠有效地提高汽車的尾氣質(zhì)量。并且提高柴油質(zhì)量也是一個比較容易實現(xiàn)的方式。例如降低柴油中硫元素的含量，這一方式將大大減少尾氣中的二氧化硫和一氧化硫的含量，同時還可以在一定程度上減少顆粒的含量。再則，減少使用芳烴含量較小的柴油可以減少尾氣中氮氧化合物和顆粒的含量，提高尾氣質(zhì)量。最后使用p元素含量小的柴油也可以提高汽車尾氣的質(zhì)量。總之，為了減少尾氣中的一些有害氣體，就要選取質(zhì)量好的柴油，建立更加完善的柴油優(yōu)化系統(tǒng)，為后續(xù)措施奠定基礎(chǔ)。

2.3 合理控制燃燒極限

研究發(fā)現(xiàn)，當燃料與供氣的混合濃度在燃燒極限附近時，燃燒過程變得很不穩(wěn)定，壓力變化幅度變大，這種變化主要體現(xiàn)在以下兩個方面：（1）相同循環(huán)過程中的平均壓力變化幅度變大。（2）不同玄幻過程中的平均壓力變化幅度變大。如果能夠測得這一壓力變化幅度，就能夠得知這一燃燒極限值，當濃度達到燃燒極限值時就必須及時提高噴油量，增加混合濃度，防止發(fā)生缺火現(xiàn)象，相反，如果變化幅度很小，就表示混合濃度里燃燒極限很遠，這時就應(yīng)該降低噴油量，發(fā)揮稀薄燃燒在節(jié)能和降低氮氧化合物排放方面的優(yōu)勢。由此可見合理控制燃燒極限既可以降低能耗又能夠減少尾氣排放。

3 結(jié)語

隨著世界范圍內(nèi)的能源危機和環(huán)境污染問題的日益嚴重，人們對于發(fā)動機在節(jié)約能源和控制污染物排放方面的要求日趨嚴格，當前國內(nèi)外法規(guī)對柴油機節(jié)能與排放的要求越來越高，柴油機節(jié)能減排枝術(shù)發(fā)展面臨著新的挑戰(zhàn)。由于全球環(huán)境面臨的問題，排放標準越來越嚴格，柴油機技術(shù)越來越復(fù)雜。未來柴油機技術(shù)發(fā)展必須加強燃燒前、燃燒過程、排后處理和清沽燃油等技術(shù)的研究開發(fā)，并對各優(yōu)化技術(shù)進行集成，綜合調(diào)控，使柴油機能在動力性、經(jīng)濟性及環(huán)保3個方面達到最優(yōu)化。

參考文獻

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