柴油機(jī)排放控制

柴油機(jī)技術(shù)集中體現(xiàn)在進(jìn)氣系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、噴射系統(tǒng)以及后處理系統(tǒng)的發(fā)展上。與1990年以前發(fā)達(dá)國家開始實(shí)行排放法規(guī)時(shí)得情形相比，我國現(xiàn)在的優(yōu)勢是上述技術(shù)已經(jīng)日漸成熟。因而可以自己吸收發(fā)達(dá)國家成功的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，而不必重復(fù)他們在探索階段走過的彎路。柴油機(jī)排放物的生成主要和缸內(nèi)燃油的分部情況，即和缸內(nèi)空氣和燃油的混合情況密切相關(guān)。控制和降低柴油機(jī)的排放主要從以下幾個(gè)方面入手；

    通過提高燃油的品質(zhì)，進(jìn)氣質(zhì)量等手段，如采用增壓中冷，多氣門技術(shù)，EGR（廢氣在循環(huán)）等。這種方法通常稱為機(jī)前措施。
    現(xiàn)代柴油機(jī)對噴射技術(shù)的要求為；準(zhǔn)確的燃油計(jì)量，靈活的噴油定時(shí)，最佳的噴油壓力，優(yōu)化的噴油規(guī)律。這一手段稱為機(jī)內(nèi)凈化方法。
    采用柴油機(jī)排氣尾部加裝廢氣凈化裝置以進(jìn)一步降低有害排放物直接排入大氣，如采用De-NOx催化轉(zhuǎn)換器和顆粒捕集器等可以有效地降低NOx和顆粒的排放。這種方法稱為機(jī)外凈化方法。
    還可以通過使用潔凈能源來改善排放，如采用生物燃料，可再生燃料，CNG(壓縮天然氣)，LPG(液化石油氣)等。目前國外采用天然氣的已經(jīng)比較普遍。
    合理的維護(hù)和管理。超負(fù)荷使用、保養(yǎng)維護(hù)不當(dāng)和檢修調(diào)整不良等使用中的問題，都會(huì)使柴油機(jī)的性能惡化，導(dǎo)致污染物排放增加。在使用與維護(hù)中，有必要采取嚴(yán)格的管理規(guī)范和技術(shù)措施?？捎行У乜刂铺紵熍欧牛ㄆ诰S護(hù)和保養(yǎng)至關(guān)重要。

柴油機(jī)排放趨勢的發(fā)展趨勢

1．渦輪增壓技術(shù)的發(fā)展，由于柴油機(jī)優(yōu)良的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，國內(nèi)外柴油發(fā)電機(jī)組全部采用渦輪增壓技術(shù)或渦輪增壓中冷技術(shù)。渦輪增壓中冷技術(shù)能顯著提高功率密度、降低和改善燃油消耗。燃油消耗率改善16%，NOx和顆粒物的排放分別降低了80%和90%。

為滿足越來越嚴(yán)格的排放法規(guī)，必須提高燃油質(zhì)量和采用先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。要達(dá)到各階段排放限值需有相應(yīng)的柴油機(jī)技術(shù)做保證。采用其他先進(jìn)的技術(shù)；高壓噴射、多氣門技術(shù)、泵噴嘴、EGR、預(yù)噴射、電控噴射、De-NOx催化器等技術(shù)外，各階段都對應(yīng)一定的增壓技術(shù)的改進(jìn)和提高。

2．渦輪增壓及中冷技術(shù)對排放的影響。柴油機(jī)增壓時(shí)，空氣被壓縮，溫度與壓力同時(shí)提高，若不采用中冷時(shí)，進(jìn)氣密度受壓氣機(jī)絕熱效率的限制；當(dāng)柴油機(jī)高增壓時(shí)，增壓壓比大，應(yīng)同時(shí)采用中冷技術(shù)，以提高進(jìn)氣密度。柴油機(jī)的排放污染物主要有CO、HC、NOx、和顆粒物。

（1）氧化碳CO，柴油機(jī)中的co是燃料不完全燃燒的產(chǎn)物，主要是局部缺氧或低溫下形成。柴油機(jī)的co排放較低，采用渦輪增壓后，可供燃燒的空氣增多，增壓發(fā)動(dòng)機(jī)大多數(shù)工況負(fù)荷較大，發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)的溫度能保證燃料更充分的燃燒，co排放可進(jìn)一步降低。

（2）烴類化合物HC、柴油機(jī)排放中的HC是由原始燃料分子、分解的燃料分子以及再化合的中間化合物所組成。小部分的HC是由潤滑油生成的。

（3）氮氧化物NOx、柴油機(jī)中的氮氧化物的主要成分取決于氧的濃度、溫度、及反應(yīng)時(shí)間。

（4）顆粒PM、影響柴油機(jī)顆粒生成的主要因素是過量的空氣系數(shù)、燃油霧化質(zhì)量、噴油速率、燃燒過程和燃油質(zhì)量。

（5）燃油經(jīng)濟(jì)性及二氧化碳CO2、增壓柴油機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性改善得利于廢氣能量的利用和燃燒效率的提高。

（6）燃油消耗意味著更多的清潔空氣。采用渦輪增壓的柴油機(jī)的動(dòng)力具有良好的燃油經(jīng)濟(jì)性。較小的燃油消耗量可消耗的新鮮空氣量少，有害污染物排放的總量也下降。