柴油机排放控制的进展
柴油机发展的趋势
柴油机发展的趋势
1. 节能环保：柴油机发展趋势是越来越注重能源效率和环保性能。
新一代柴油机采用了更加高效的燃烧技术，可以大幅降低污染物排放，同时提高油耗效率，减少能源浪费。
2. 智能化与自动化：随着信息化水平的不断提升，柴油机也向着智能化和自动化方向发展。
例如，采用机电一体化控制技术，柴油机可以实现自动调节，提高工作效率和安全性能，降低维护成本。
3. 多品种、小批量生产：随着市场需求和技术进步的变化，柴油机制造商越来越倾向于小批量多品种的生产方式。
这需要柴油机制造商提高生产灵活性和适应能力，增加产品差异化，同时保证产品质量和稳定性。
4. 混合动力与电动化：柴油机的发展趋势将逐渐向混合动力和电动化方向发展。
一方面，混合动力技术可以通过电力辅助提升柴油机效率，达到更高的性能和经济效益。
另一方面，电动化技术也可以带来更加清洁、环保和高效的柴油机解决方案。
国三排放标准编号
国三排放标准编号国三排放标准，全称为《柴油车和柴油机排气污染物排放限值及测量方法（国三排放标准）》，是中国针对柴油车辆和柴油机制定的环保排放标准。
该标准是为了减少柴油车和柴油机排放对大气环境的污染，保护人民健康和改善空气质量。
国三排放标准于2000年7月1日实施，由中国国家环境保护总局发布。
该标准是中国在国际上逐步提高汽车排放标准的基础上制定的，旨在推动我国柴油车辆和柴油机的环保性能不断提升。
国三排放标准对柴油车辆和柴油机的氮氧化物（NOx）和颗粒物（PM）排放限值进行了严格的规定，并要求车辆和发动机必须在国家规定的条件下进行排放测试。
根据国三排放标准，柴油车辆的排放限值分为轻型汽车、重型汽车和摩托车三个类别。
其中，轻型汽车（包括小型载客车和小型货车）的氮氧化物排放限值为8.0克/千瓦时，颗粒物排放限值为0.1克/千瓦时；重型汽车的氮氧化物排放限值为为15.0克/千瓦时，颗粒物排放限值为0.12克/千瓦时；摩托车的氮氧化物排放限值为3.5克/千瓦时，颗粒物排放限值为0.08克/千瓦时。
对于柴油机来说，国三排放标准要求其氮氧化物和颗粒物的排放限值分别为14.5克/千瓦时和0.16克/千瓦时。
柴油机必须进行实验室排放测试来确保其符合国家规定的排放标准。
同时，国三排放标准还要求柴油机必须安装符合国家标准的排放控制装置，如氧化催化器、颗粒捕集器等。
国三排放标准的实施对环境保护和空气质量改善产生了积极的影响。
首先，该标准的实施推动了柴油车辆和柴油机的技术创新和改进，使其排放控制水平得到了显著提升。
其次，国三排放标准的执行要求车辆必须进行定期排放检测和维护，有效降低了排放超标车辆的数量。
再者，柴油车辆和柴油机的排放净化技术的推广和应用也促进了国内相关产业的发展。
然而，国三排放标准仍然存在一些挑战和问题。
首先，一些老旧柴油车辆和柴油机未能达到国三排放标准，排放超标现象仍然存在。
其次，柴油车辆和柴油机在实际使用过程中，由于维护不当或燃料质量低劣等原因，排放性能容易下降。
重型柴油机的排放控制技术
重型柴油机的排放控制技术摘要随着排放法规的日益严格，传统的柴油机技术已经无法满足要求。
因此，各种新的技术被开发出来。
本文立足于国内外的研究现状，从新的燃烧方式、对燃料的选择、改善缸内混合气的燃烧和对排气进行后处理几个角度出发，对当前大功率柴油机的排放控制技术进行了分析和总结。
从而提出满足欧5或欧6排放标准的的技术途径。
1 柴油机低温燃烧方式低温燃烧技术（LTC）是能够有效减少柴油机内有害排放物的重要技术途径之一。
低温燃烧技术可以同时降低NOx和碳烟排放。
研究表明，在低当量比情况下，如果局部燃烧温度在2200K以上，NOx会大量生成；在当量比较高的情况下，为了避开碳烟的主要生成区域，最高燃烧温度则需要进一步降低。
如果燃烧温度可以保持在低于1650K的水平，无论当量比如何，燃烧都可以完全避开NOx和碳烟的主要生成区域[1]，这种燃烧模式便是低温燃烧。
与传统直喷式柴油机的燃烧相比，低温燃烧模式通常增加燃烧前的油气混合，或者采用大量的排气再循环(EGR)。
由空气或EGR稀释后的混合气使燃烧温度降低，从而减少NOx 的生成。
均质混合气的形成减少了局部过浓的区域，从而减少了碳烟的生成。
同时，稀薄的混合气也有利于抑制碳烟的生成。
均质压燃（HCCI）技术是最主要的低温燃烧技术之一。
由于柴油机的燃烧特点是非均质燃烧，混合气的形成时间很短，而且是一边混合一边燃烧。
这就使得气缸内各个区域的过量空气系数差别很大，有的地方是富氧燃烧，有的区域是缺氧燃烧。
造成了柴油机的NOx和CO排放量都很高。
而汽油机是预混燃烧方式，即在燃烧前已经是均质混合气，所以汽油机只要严格控制空燃比就可以控制NOx，CH和CO的量，再用三效催化转化器，就可以把排放控制在要求的范围之内。
为了改善柴油机的缸内燃烧，参考汽油机的混合气形成方式，也可以想办法在柴油机上实现均质混合气压燃的技术，于是引入了HCCI的概念。
HCCI （Homogeneous charge compression ignition )即均质压燃技术。
浅谈柴油车尾气排放控制技术及发展趋势
提高喷油 压力可以有效地 降低柴油机 的微粒排放 ； 减 少燃油平均 滴径 ， 促进混合气形成 ； 降低 发动机最大压力升高率 、 降低燃烧噪声 。
３ ． 喷 油 正 时 与 喷 油 速率 的 配合 控制柴 油机的喷油正 时是控制柴油 机排 放的重要手段 ， 推迟唢 油 正时是 降低 柴油机排 放中 Ｙ Ｏ ｘ 浓度的简单而有效的措施之一 。ＮＯ ｘ 对 喷油 正时 的影 响非常敏感 ， 当喷油 正时与设定值 相差 １ Ａ时 ， ＮＯ ｘ 将 提高 ｌ ５ ％左右 。为 了减少 Ｎ Ｏ ｘ 的排放 ， 喷油正时正在逐步｝ 佧迟 ， 向上止
果。
柴油 车 排 放 污染 物 中含 有 大量 的一 氧化 碳 （ Ｃ Ｏ ） 、 氮 氧化 合 物 （ Ｎ Ｏ ） 、 碳氢化合物 （ ＨＣ） 、 二氧化硫 （ Ｓ Ｏ ： ） 、 二氧化碳 （ Ｃ Ｏ ） 和微粒 （ Ｐ Ｍ） ， 这些 物质对人类和整个生态环境危害极大。 其 中Ｃ Ｏ与血红蛋 白结合致使 人体 缺氧 ， 引起 头痛 、 头晕 、 呕吐 ， 并 危害 中枢 神经系统 ， 造成感觉 、 反应 、 理解 、 记 忆等机能 障碍 ， 严重时造 成死亡 ； Ｎ Ｏ 进入肺泡后 能形成亚硝酸 和硝酸 ， 对肺组织 产生剧烈 的刺 激作 用 ， ＮＯ 还 可与 ＨＣ受 阳光 中紫外线照射 后发生 化学反应 ， 形成光 化学 烟雾 ； ＨＣ是产 生光化学烟雾 的重要成分 ， 光化学烟雾 能刺激眼结 膜引起流 泪并导致 红眼症 ， 同时对鼻 、 咽、 喉器官均有刺激作用 ； 很 少量 的Ｓ Ｏ 也会逐 渐在催化 剂表面堆 积 ， 造 成催化剂 中毒 ， 而且Ｓ Ｏ 还是 造 成酸雨 的主要物 质 ； Ｃ Ｏ 的剧增 导致 温室效应 ， 会使 全球气 温上 升 ， 使 人 类 和动植 物赖以生存的生态环境遭 到破 坏 ； Ｐ Ｍ是柴 油发动机燃料燃 烧 不 完全的产物 ， 其 内含有 大量的黑色碳 颗粒 ， 能影 响道 路上的能 见度 ，
国柴油机的现状及发展趋势
新型材料和制造工艺在柴油机上的应用日益广泛。例如，高强度轻质材料、耐磨材料以及 先进的铸造和加工工艺等，有助于提高柴油机的性能和降低制造成本。
03 国柴油机行业发展趋势
柴油机市场需求预测
01
农业机械领域
随着农业现代化的推进，农业机 械用柴油机需求量将保持稳定增 长。
02
03
建筑机械领域
国柴油机行业逐步向智能化、绿色化、高 端化方向发展，市场需求持续增长。
02 国柴油机行业现状
柴油机产量与销售情况
柴油机产量
近年来，我国柴油机产量呈现稳步增 长态势。根据行业协会数据，2022年 全国柴油机产量达到历史新高，同比 增长了5%。
柴油机销售情况
随着国内基础设施建设和物流业的快 速发展，柴油机市场需求持续旺盛。 国内柴油机销售量逐年攀升，尤其在 重型和中型柴油机市场表现突出。
所在地：广西壮族自治区玉林市
典型企业案例二
主要产品
柴油发动机、燃气发动机、发 电机组等
市场份额
在国内柴油机市场中占有一定 份额，排名靠前
技术实力
拥有多项柴油机专利技术，具 备较强研发能力
未来发展方向
拓展新能源市场，加大在混合 动力和纯电动领域的投入
典型企业案例三
企业名称：东风康明斯发动机有限公司 成立时间：1986年
国际竞争加剧
国际柴油机制造商的竞争加剧，导致国内柴油机企业在技术、品质 、价格等方面面临巨大压力。
原材料成本上升
由于全球能源和原材料价格的上涨，柴油机行业的生产成本不断上升 ，对企业的盈利空间构成威胁。经济的发展和运输、工 业、农业等领域的繁荣，柴油机 的市场需求持续增长，为行业提 供了广阔的发展空间。
非道路柴油机实施国Ⅳ排放的技术路线
非道路柴油机实施国Ⅳ排放的技术路线一、欧洲非道路柴油机排放限值的演变在一些国家和地区，非道路柴油机的排放在发动机对环境排放贡献度中要达到65%左右，因此非道路柴油机的排放一直是内燃机排放控制领域的重点。
2022年起，欧洲非道路用柴油机已开始实施欧ⅢB（中国国Ⅳ）排放法规，其对柴油机提出了更为苛刻的要求。
二、非道路柴油机实现国Ⅳ应具有的基本条件非道路国Ⅳ柴油机应该建立在一台有良好基础的电控国Ⅲ发动机基础上。
且具有如下特征：（1）直列式发动机，采用空-空中冷增压系统。
严格控制进气温度，进气温度每降低1℃，（2）采用铸铁缸盖、水冷、4气门结构，喷油嘴垂直中置。
四气门结构有使发动机功率提高15%左右、降低油耗4%左右的潜力。
（3）机体采用铸铁、水冷、湿式缸套，内置机油冷却器。
（4）采用整体铝活塞/钢顶铝裙组合活塞。
（5）燃油系统采用电控共轨系统/电控单体泵/电控泵喷嘴系统，需3～5次的多次喷射（包括预喷、主喷、后喷）能力和更高的燃油喷射压力，应缩短喷油持续期，使放热接近上止点，喷油规律实现柔和燃烧，降低油耗。
（6）进一步优化进气涡流和燃烧系统，采用直口或略微缩口燃烧室，进气涡流比为0.5～1.5，压缩比为16.5～18.5。
（7）缸内最大爆发压力可达18～22MPa，升功率可达35kW/L。
三、结语要实现国Ⅳ对NOx和PM都较低的限值，目前大致上有两条技术路线：其一是先通过优化燃烧，再使用选择性催化还原来降低NOx排放。
其二是使用EGR使NOx降低，但会导致PM增加，因此加DPF将PM捕捉转化。
考虑到中国国情，燃油品质还有差距，但尿素生产比较普遍，因此我国实施非道路国Ⅳ排放宜首选SCR技术路线。
参考文献[1]谭建伟.非道路用柴油机与车用重型柴油机排放标准相关性研究[J].车辆与动力技术，2022，04.[2]郝勇.重型车用柴油机排放法规及技术路线综述[J].内燃机与动力装置，2022，03.[3]徐阳.面向欧Ⅳ以上法规的柴油机排气后处理技术方案[J].武汉理工大学学报，2022，08.。
我国柴油机排放法规分析解析
我国柴油机排放法规分析解析
我国的柴油机排放法规于2024年7月14日颁布实施。
该法规的目的是为了控制柴油机车辆排放的有害物质，减少空气污染和人体健康受到的危害。
下面对该法规进行分析解析。
首先，该法规针对的是柴油机车辆的排放标准。
根据法规的规定，柴油机车辆的排放要符合国家环保部门规定的排放标准，对于新的柴油机车辆，其排放限值要低于已有柴油机车辆的排放限值。
这意味着新的柴油机车辆在设计和制造时必须采用更加先进的排放控制技术，以减少有害物质的排放。
其次，该法规对柴油机车辆的监管力度进一步加强。
法规规定了柴油机车辆的排放检测和监管要求，其中包括新车排放检测、质量监督抽检和使用阶段排放监管等。
这些要求的实施可以有效地确保柴油机车辆排放的控制效果。
此外，该法规还对柴油机车辆的排放控制技术提出了要求。
根据法规的规定，柴油机车辆必须采用先进的排放控制技术，例如增压直喷、尿素喷射技术等，以降低柴油机车辆排放的有害物质。
这些先进的技术可以有效地降低柴油机车辆排放的氮氧化物、颗粒物等有害物质。
此外，该法规还规定了柴油机车辆在使用过程中必须进行定期的排放检测和维修保养。
这意味着柴油机车辆的使用者必须按照规定的时间和要求对车辆进行排放检测和维修保养，以确保车辆排放的控制效果。
最后，该法规还规定了柴油机车辆的排放信息公开要求。
根据法规的规定，柴油机车辆的制造商和销售商必须向用户提供详细的排放信息，包
括车辆的排放限值、检测结果等。
这样可以增加用户对柴油机车辆排放控制效果的了解，提高用户的购车选择能力。
柴油发动机排放控制技术现状及发展趋势
柴油发动机排放控制技术现状及发展趋势柴油发动机是一种高效率的动力设备，具有良好的经济性和可靠性。
但同时，柴油发动机的排放问题一直是环保领域一大难题，随着环保意识的增强和法规的越来越严格，柴油发动机的排放控制技术也越来越重要。
本文将探讨柴油发动机排放控制技术现状及发展趋势。
一、柴油发动机排放标准柴油发动机的排放标准由欧洲、美国、日本、中国等国家和地区制定的指标。
目前，欧洲最新的排放标准为欧洲六标准，美国则是EPA2010标准，日本则为2010年排放基准。
在中国，GB3847-2018标准是柴油发动机排放检测的基本指引。
二、柴油发动机排放控制技术现状1、机械控制技术过去，机械控制技术是主要的排放控制技术。
它主要通过调整喷油泵、喷油器等元件的结构和参数，来控制柴油发动机的进、排气等参数。
虽然机械控制技术成本低，但是其对发动机的控制精度和稳定性较低。
2、电控技术电子控制技术是当前主流的柴油发动机控制技术，它可以通过对发动机的电控系统进行优化和调整，精确控制燃油的喷射、进、排气等参数，使发动机能够更加高效、环保地工作。
此外，电控技术还能够帮助发动机实现自检、故障诊断等功能。
不过电控技术成本较高，需要高端的扫描仪等设备进行调整和维护。
3、高低压共轨技术高低压共轨技术是一种先进的柴油发动机控制技术，它通过将高压油路和低压油路分离，使得柴油发动机的燃油控制精度和稳定性更高。
此外高低压共轨技术还能够提升燃油的利用率、减少燃油损耗等效果，在欧洲和日本等发达国家得到了广泛的应用。
但与此同时，高低压共轨技术的维护和维修成本也更高。
三、柴油发动机排放控制技术发展趋势1、尾气后处理技术尾气后处理技术是一种较为成熟的柴油发动机排放控制技术，它通过对柴油发动机的尾气进行进一步加工，使排放物质的含量降低到规定标准以下。
目前尾气后处理技术主要包括SCR、DPF、DOC等技术。
在未来，尾气后处理技术将成为柴油发动机环保处理的主要方向。
非道路用柴油机排放现阶段及国四排放升级
非道路用柴油机排放现阶段及国四排放升级.、八、一前言随着我国道路用柴油机排放法规日益严格，道路用柴油机已实施国五排放阶段，国六排放阶段实施迫在眉睫。
随着城市建设、农业发展，各类非道路移动机械在市场、生活中的应用迅速发展，非道路用柴油机的污染日益凸显，对其进行污染物排放控制的需要也越来越迫切。
2014年5 月正式发布了《非道路机械用柴油机排气污染物排放限值与测量方法（中国三、四阶段）》，随着非道路国三排放标准的实施，工程机械、农业装备机械用柴油机的技术升级到整车匹配都迎来了一次升级风，其产生的环境效益也非常庞大，因此对非道路用柴油机排放技术尤其是该技术的关键技术进行深入研究和分析很有必要。
1我国非道路用柴油机的国三排放现状非道路移动机械指的是以内燃机为动力的各种移动式机械设备，如工程机械、农业机械、发电机组等，与道路车辆同属移动污染源范畴。
我国非道路用柴油机每年新增约200 万台左右，全国每年超过 1 亿吨的柴油消耗总量中，约有20%用于各类非道路移动机械。
这些非道路移动机械是氮氧化物的重要排放源，初步估算每年约排放氮氧化物200 万吨以上。
面对无比严重的污染问题，2014 年5 月国家环保部发布了《非道路机械用柴油机排气污染物排放限值与测量方法（中国三、四阶段）》，从国二阶段到国三阶段，主要降低氮氧化合物（NOX和碳氮化合物（THC , 根据发动机功率的不同，降低幅度约30%-45%，国三阶段与国二阶段的污染物排放检测方法相同，与国三阶段新增加了排放控制耐久性要求（详见GB20891-2007和GB20891-2014）,第二阶段和第三阶段非道路机械用柴油机排气污染物排放限值见表 1 。
非道路国三阶段柴油机的技术路线，根据功率的不同，可采用共轨、增压中冷、废气再循环（EGR等技术，小型发动机可采用提高油泵、油嘴喷射压力、涡流室、增压中冷等技术。
目前各发动机企业采取的技术路线基本一致。
目前市场上能够达到非道路三阶段排放标准的主要技术路线有两种，一种是电控单体泵系统，另一种是电控高压共轨系统，现就两种系统的工作原理作一介绍，两种系统的工作原理基本一致，都是ECU （电子控制单元）随时收集发动机工况的各种信息，并通过对电磁阀的控制，现对发动机工况的控制。
船用柴油机的现状及发展趋势
船用柴油机的现状及发展趋势船用柴油机是船舶动力系统的重要组成部分，扮演着推动船舶行进的关键角色。
现代船用柴油机作为传统船舶动力装置的替代品，具备高效、低耗、低噪音、低排放等优势，并且具有较好的可靠性和适应性。
本文将对船用柴油机的现状和发展趋势进行讨论。
目前，船用柴油机的技术发展以高效、节能、环保为主要方向，并日益趋于成熟。
随着燃油价格的不断上涨和环境保护要求的提高，船用柴油机的关键技术逐渐被引入，以提高功率输出和燃油效率，减少废气排放。
（1）高效节能：目前，船用柴油机采用的先进技术包括共轨喷射、涡轮增压、电子控制等，使得柴油机的燃油利用率达到了相对较高的水平。
通过提高燃烧效率和减少内部摩擦损失，降低了燃油消耗，提高了功率输出，实现了高效节能。
（2）环保减排：船用柴油机的环保性能也得到了较大的提升。
随着国际海事组织（IMO）关于船舶排放的限制要求加强，船用柴油机的排放标准日益严格，对于氮氧化物（NOx）、硫氧化物（SOx）和颗粒物等污染物排放的限制也在不断加强。
柴油机厂商通过采用相关的技术手段，如降低燃烧温度、增加废气再循环等，有效地减少了有害气体的排放。
（3）可靠性和适应性：船用柴油机作为船舶的主力动力装置，其可靠性和适应性至关重要。
现代船用柴油机在材料选择、结构设计、配套系统等方面进行了不断的改进和优化，以提高其可靠性和适应性。
并且，在极端海况下仍能保持较好的工作状态，如大幅度倾斜或震动等环境下能保持稳定的运行，确保船舶行进的安全性和可靠性。
随着船舶工业的快速发展和环境保护要求的提高，船用柴油机的发展也面临着一些新的趋势。
（1）新能源替代：随着清洁能源的不断推广和应用，尤其是电力技术和燃料电池技术的发展成熟，船舶动力系统将逐渐向新能源转型。
新能源的应用可以实现零排放和低噪音，同时减少对化石能源的依赖。
未来船用柴油机将向电力或混合动力方向发展。
（2）智能化和自动化：随着现代化信息技术的不断发展，船用柴油机将趋于智能化和自动化。
柴油机排放物的危害及控制技术
柴油机排放物的危害及控制技术摘要：随着排放法规的日益严格，对内燃机的排放控制要求越来越高。
为了内燃机的持续、健康发展，各种新技术脱颖而出。
本文介绍了现有的柴油机的排放控制技术，并分析了今后排放控制技术的发展趋势。
关键词：柴油机有害排放物排放控制柴油机具有高热效率、大功率等特点，有着良好的经济性和可靠性，在工程机械领域得到了广泛的应用，如压路机、挖掘机、推土机、大型卡车等都是以柴油机作为动力。
虽然柴油机有着很多优点，但是其所排放的尾气中有害物质成分较多，随着人们对环境保护的日益重视，对柴油及排放的尾气进行控制和净化就具有十分重要的意义。
1.柴油机的有害排放物及其危害柴油机的有害排放物主要有CO、NOx、HC、SOx和PM（碳烟颗粒）它们分别以气、液、固相的形式存在。
气相排放物包括CO、NOx、和气态碳氢；液相排放物有SOx和液态碳氢；固相排放物是微小的球状碳粒，其表面吸附有一些HC以及SOx。
CO是不完全燃烧的产物，是无色、无臭的有害气体，被吸入人体后，能以比氧强210倍的亲和力同血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，阻碍向心、脑等器官输送氧气，使人发生恶心、头晕、疲劳等症状，严重时会窒息死亡。
一氧化碳也会使人慢性中毒，只要表现为中枢神经受损、记忆力减退等。
NOx是空气中的和在燃烧室的高温高压环境下反应生成的，主要是氧化氮和二氧化氮。
其毒性强，对人体和植物生长均有不利影响，氮氧化物也是形成酸雨和光化学烟雾的只要物质之一。
HC只要是未然燃料和窜漏的润滑油，HC中含有的多环芳烃有巨大的致癌作用，且某些烃类可刺激人的眼睛及呼吸器官，造成呼吸困难。
SOx来源于燃料以及窜漏的润滑油中含有的S，它与空气中的水反应生成硫酸，可使土壤及水变为酸性，损害树木及农作物的枝叶，过高浓度会影响呼吸并可使呼吸及心血管疾病患者加重病情。
PM是柴油机排放物中主要的污染物之一，细小的碳烟颗粒可进入肺的最深部位，并沉积较长时间，可能引起危害。
柴油机环保技术的发展现状及动态
关 ，采 用掺 水 的 乳化 柴 油 也 可抑 制 Ｎ 微 粒 的排 放 量 。 ０ 和 目前 有 关 研 究 表 明 ，Ｎ 排 放 量 随 掺 水 量 的 增 加 而 减 少 ， ０ 的
所 示 川。
国的 卡特 彼 勒公 司主 持 开发 研 制 出 了一 种 Ａ ２ 一 １燃 油 乳 化
液 ，它 主 要 由粗 挥 发 油 （ ５ ） ６ ％ 、水 （ ０ ） 和 一 种 含 有 表 ３％ 面 活 化 剂 的 添 加 剂 （ ５ ）组 成 ［ 试 验 表 明 ， 使 用 该 种 １％ ３ １ 。
维普资讯
综 述
柴油 机环保技术 的发 展现状及 动态
陈 俊 华
（ 东省 水 产 学 校 ， 广 东 广 州 ５ ０ ２ ） 广 １ ３ ０
摘要 ：降低 柴油机 的有 害排 放物 是 柴 油机 环 保技术 的主要 研 究方 向 本 文 主要从 料 、 机内 控制 及舰 外控 制 方面 介 绍柴 油 。 然
而 微 粒 排 放 量 是 适 当 的 含 水 率 可 以 达 到 最 小 值 。 目前 由 美
使 柴 油 机 达 到 更 高 的 排 放 标 准 。 柴 油 机 的 环 保 性 能 已 成 为 现 时 柴 油 机 不 可 缺 少 的 技 术 指 标 ， 不 同 国 家 、不 同 地 区 对 降 低 柴 油 机 有 害 排 放 物 都 有 相 应 的 标 准 要 求 ，欧 美 地 区 对 柴 油 机有 害排 放 物 的相 关 法规 标 准 （ 在 及 未来 ）如 表 １ 现
Ｉ ≯ － ｜ Ｉ值 低 、芳 香 烃 含 量 少 、 硫 含 量 低 的 优 质 柴 油 可 降 低 ／ ＮＯ 和 微 粒 的 排 放 量 。 在 降 低 硫 含 量 方 面 ，每 减 少 １ （ ％ 质
柴油机排放控制技术
柴油机排放控制技术一、引言柴油机作为一种高效率的燃油机，被广泛应用于车辆、船舶、发电机等领域。
然而，与其带来的高效、长寿命等诸多优点相比，柴油机排放却是其不可避免的缺点。
这些排放包括氮氧化物、颗粒物、碳氢化合物等，严重影响了空气质量及人类健康。
随着环保意识不断增强，柴油机排放控制技术也日益成熟。
二、柴油机排放产生的原因柴油机排放产生的原因主要有三个方面，分别是燃料燃烧过程、进排气系统和发动机的机械损耗。
（一）燃料燃烧过程柴油机是一种内燃机，在燃料燃烧时会产生一系列有害物质，如氮氧化物、颗粒物、碳氢化合物等。
其中，氮氧化物是由氮气和氧气在高温下结合而成，而颗粒物则是由燃料未完全燃烧产生的颗粒物质。
碳氢化合物则是由燃料未完全燃烧产生。
（二）进排气系统柴油机进排气系统也对排放有一定影响。
进气管道中的空气中含有一定量的微尘，这些微尘进入柴油机燃烧室会形成颗粒物。
此外，排气管道也会对废气排放产生影响。
（三）发动机的机械损耗柴油机在工作时会产生一定的机械损耗，这些损耗会产生金属颗粒，从而对柴油机的排放产生影响。
三、柴油机排放控制技术在控制柴油机排放方面，主要有三种方法：一是燃料喷射控制技术；二是EGR（Exhaust Gas Recirculation）技术；三是后处理技术。
下面将分别对这三种方法进行分析。
（一）燃料喷射控制技术柴油机的燃料喷射控制技术主要是通过调节燃油的喷射量和喷射时间，以达到减少氮氧化物和颗粒物排放的目的。
这种技术可以通过改变喷油嘴的结构、增加喷油嘴数量、降低燃油的硫含量等方式来达到。
（二）EGR 技术EGR 技术是指将一部分废气回收再进入燃烧室内混合燃烧，以减少氮氧化物排放的技术。
采用这种技术，可以降低燃烧室内温度和氧气的浓度，减少氮氧化物的生成。
（三）后处理技术后处理技术是指在废气排放管道上设置专门的排放控制装置，通过各种化学反应或物理方式处理排放颗粒物、氮氧化物等有害物质，以达到净化废气的目的。
柴油机废气排放控制技术新进展
２１ ０ ２年 ｌ ０月
内燃机
Ｉ ｔ ｒ ａ ｍｂ ｓｉ ｎ Ｅｎ ｉ ｅ ｎｅｎ ｌ Ｃｏ ｕ ｔ ｇ ｎ ｓ ｏ
Ｎｏ． ５ ０ｃ． ｔ ２０１ ２
摘 要 ：首先论述 了柴油 机的主要排放 污染物 ，概述 了 目前公认 的排放物 生成 机理 。在 此基础上 ，分析 了控制柴油机排放 的
Ｐｒ ｇ ｅ ｓｏ ｅ ｅ ｏ ｒ ｓ ｆＤｉ ｓ ｌ Ｅｎｇ ｎｅＥｘ ａ ｓ ｉ ｈ ｕ ｔＥｍ ｉｓｏ ｎ ｒ ｌ ｓ ｉ ｎ Ｃｏ ｔ ｏ
ＴＡＮＧ ｘ ｅ Ｄａ ｕ
（ ｕ ａ ｏ ｍ ｎｃｔ ｎＰ ｌ ｅｈ ｉ，Ｃ ａ ｇｈ １ １２ Ｃ ｉａ Ｈ ｎ ｎＣ ｍ ｕ ｉ ｉ ｏ ｔ ｎ ａｏ ｙ ｃ ｃ ｈ ｎｓａ ０ ３ ， ｈｎ） ４
Ｃ ， Ｏ ，Ｐ Ｏ ，Ｎ Ｍ，而 Ｃ Ｏ，ＨＣ较小 。 １１ Ｏ，排 放 ． Ｃ
输 出和低 的燃油消耗率 ，以及采用先进的废气排放 控制技术 ，使其得到 了广泛的应用。在重型动传统 的
Ｃ， Ｏ 气体是近十年来在 内燃机 中开始进行控制
作者简介 ：唐大学 （ ９ ６一），男 ，湖南衡 阳人 ，教 １６ 授 ，高级工程师 ，博士生 ，主 要研 究方 向为 内燃机结构 、
ｄ ｅ ｅ ｎ ｉ ｅｅ ｓ ｉｎ ｃ ｎ ｒ ｌ ｙｉ ｈ ｗｅ ｉ ｓ ｌ ｇ ｎ ｍｉｓｏ ｏ ｔｏ ｓ ｏ ｄ， ａ ｄ ｉ ｗａ ｉｃ ｓ ｅ ａ ｉｓ ｌ ｎ ｉ ｅｅ ｓｉ ｎｃ ｎ ｒ ｌ ｙｉ ａ ｐ ｉｄ ｉ ｈ ｎ ． ｅ ｗａ ｓ ｎ ｓ ｓ ｕ ｓ ｄｔ ｔ ｅ ｅ ｇ ｎ ｍｉｓｏ ｏ ｔ ｓ ｐ ｌ Ｃ ｉ ａ ｔ ｄ ｈ ｄ ｅ ｏ ｗａ ｅ ｎ
柴 油 机废 气 中 的 Ｎ ｘ Ｎ ，Ｎ ２ ２ Ｏ 是 Ｏ Ｏ ，Ｎ ，Ｎ０， ２
2024年柴油机市场发展现状
2024年柴油机市场发展现状柴油机作为一种重要的能源利用设备，广泛应用于交通运输、发电、农业和工程机械等领域。
近年来，随着全球经济的快速发展和能源需求的增加，柴油机市场也呈现出不断增长的趋势。
本文将对柴油机市场的发展现状进行分析和讨论。
1. 全球柴油机市场概况根据相关市场研究报告，全球柴油机市场在过去几年中保持了稳定增长的态势。
这主要得益于不断增长的交通需求以及工业和农业领域对柴油机的需求增加。
在全球市场中，亚太地区是最大的柴油机市场。
这主要由于亚太地区快速发展中的经济，特别是中国和印度的工业和交通领域的快速发展。
此外，北美和欧洲地区也是重要的柴油机市场。
2. 柴油机市场的主要驱动因素2.1 经济增长和交通需求随着全球经济的发展和人口的增加，交通需求不断增长，这推动了柴油机市场的发展。
柴油机广泛应用于各种交通工具，如汽车、卡车、船舶和火车。
特别是在发展中国家，大量的基础设施建设和物流运输需求也对柴油机市场的增长起到了积极的推动作用。
2.2 农业和工程机械的需求增加农业和工程机械是柴油机市场的另一个重要需求来源。
随着农业技术的进步和农业生产规模的扩大，对农业机械的需求也在不断增加。
此外，工程机械在建筑、矿山和能源等领域起到了重要作用，这进一步推动了柴油机市场的发展。
2.3 环境意识和能效要求近年来，全球对环境保护的意识不断增强，促使政府和企业采取措施推广低排放和高效能的柴油机。
随着技术的不断进步，柴油机的燃烧效率和排放控制得到了显著改善，这也为柴油机市场的发展提供了机遇。
3. 柴油机市场的挑战与机遇3.1 恶劣的市场竞争全球柴油机市场竞争激烈，产品同质化严重，因此企业面临着激烈的市场竞争压力。
为了在市场中占据一席之地，企业需要持续提升产品质量，降低成本，并提供优质的售后服务。
3.2 新能源和电动化技术的冲击随着新能源和电动化技术的快速发展，柴油机市场面临来自替代能源的竞争。
尽管柴油机在短期内仍然是重要的能源利用设备，但新能源技术的不断成熟和电动化趋势的加速，将对柴油机市场产生一定的冲击。
2024年井下柴油机污染控制（三篇）
2024年井下柴油机污染控制柴油设备具有生产能力大、效率高、机动灵活等特点，并可省去输风、输电设备。
但柴油设备污染作业环境，其中一氧化碳和氮氧化合物等，可引起急性和慢性中毒，甚至死亡，二氧化氮与3、4苯并芘混合还有强烈的致癌作用。
露天的光化学雾，已成为世界普遍关注的问题。
解决柴油机废气污染，已成为矿山生产当务之急。
柴油废气是柴油在高温、高压下进行燃烧时所产生的各种成分的混合体，其中有毒、有害成分有氟氧化物、一氧化碳、二氧化硫、醛类、油烟，碳氢化合物多环芳香烃及3、4苯并芘等。
根据有害成分种类，浓度以及接触时间的长短可对人的神经系统、血液循环系统、呼吸系统等造成不同程度的危害。
冶金部《冶金矿山安全规程》第202条规定：使用柴油设备的矿井，井下作业地点有毒有害气体的浓度应符合以下规定：一氧化碳小于50ppm；二氧化氮小于5ppm；甲醛小于5ppm；丙烯醛小于0.12ppm。
规程第201条(三)款规定：有柴油机设备运行的矿井，所需风量按同时作业机台数每马力每分钟供风量3m3计算。
控制柴油设备的污染源以及减少污染危害的措施主要有以下几方面：1.控制污染源采用低污染的柴油发动机。
研究表明：间接喷射式燃烧系统比直喷式产生的NOx和CO少；四冲程发动机产生的碳氢化合物和油烟比二冲程的发动机少，但直喷式的发动机性能好，耗油率低。
可利用控制燃烧过程产生污染危害的理化方法控制污染源。
如在燃料油中加入钡添加剂、在燃料和火焰上放置磁场和电场、发动机汽缸加水、吸入空气加蒸汽、用燃料水乳浊液等。
但采用单一措施还不足以使柴油机产生的有毒成分降到允许浓度。
柴油机机内的净化措施还包括推迟喷油定时(可使NOx降低30~50％)，提高喷油速度(可控制CO和油烟增加)等。
2.净化措施70年代以前，国外对柴油机废气的净化多采用铂铝催化净化器和水箱洗涤器，但铂钯等价格昴贵，容易失活，水箱净化效率不高，以后着重研究了稀土氧化物催化剂，发现二氧化铈具有良好的催化转化性能。
轻型柴油机排放控制技术现状及发展
另一方面应该是代用燃料的使用。 包括 甲醇 、 乙醇 、天然气 、石油气 、二甲醚等 ，目前国内在 Ｌ Ｇ、 Ｎ Ｐ Ｃ Ｇ加 气站 的建 设方 面 已经有 所 发展 ， 向 但 匹配的发动机技术研究仍处于较低水平 ，大都是 在原有 柴油 机技 术水 平上作 一些 改 进 ，让其 满 足 特定燃料的要求 ，所以在新型燃料发动机技术方 面仍然 有很 长 的路要走 。 １２ 机 内处 理措 施 ．
机 内处 理 技术 的核 心在 于 燃 烧 过程 的优 化 ， 使发 动 机 达 到混 合均 匀 ， 烧 充 分 ， 作柔 和 ， 燃 工 启 动可靠 ， 排放 较少 的要 求 ， 以说 为 降低 尾气 排放 可
（ ） １ 多气 门技 术
在排气 前 处理技 术 的背景 下 多气 门 旨在 相 同 容积 的气 缸 内多进 气 ，提 高进 气效 率并 最终 提 高
，
欧 Ｉ ｖ
在欧 Ｉ 的基础上 ， Ｉ Ｉ 革新燃烧方式、 排放催化剂技术 、 电控技术 （ 电控泵喷嘴系统、 电控单体泵系统， 共轨燃油喷射系统
欧 ｖ、 ｖ 在欧 Ｉ 欧 Ｉ ｖ的基础上 ， 采用窄角直喷技术
４ 技 术纵横
轻 型汽 车技 术
放。
２ １ （ ／ ） ２５２６ ０ ２ ７ ８ 总 ７ ／ ７
排放法规 欧Ｉ ， 排气控制技术措施
直喷技术 、 通过改进供油系统 ， 分配泵燃油系统， 增压或增压中冷技术 ， 改进燃油品质
欧Ｉ Ｉ 欧 Ｉ Ｉ Ｉ
高压燃油喷射技术和 Ｅ Ｒ技术 Ｇ 四气 门技术 、 燃油高压喷射技术 、 燃烧室与涡流优化技术 、 涡轮增压 中冷技术 、 Ｎ Ｖ Ｔ可变喷嘴涡轮增压技术 、 Ｅ Ｒ率及 高 Ｇ 其冷却技术和后处理技术 使用代用燃料
柴油车排放达标及其治理措施
柴油车排放达标及其治理措施编者按：本文根据车用柴油机排放的主要产物及其影响，阐述了柴油机异常排放烟度时的工况和相关因素；介绍了控制现代柴油车排放的新技术--共轨电控燃油喷射柴油机排气净化技术，以及国家对柴油车排放治理的措施。
车用柴油机排放的主要产物及其影响与汽油机相比，现代车用柴油机具有两大优点：动力性较高，经济性较好；具有高效率、低油耗、长寿命、使用可靠等特点。
20世纪30年代，世界各国开始将柴油机用于重型车，50年代开始用于轻型车，90年代柴油机轿车有了很大发展。
柴油车比汽油车省油三分之一，排放的污染物相对较少。
目前，欧洲轿车消费市场上，柴油轿车占40%以上。
我国的柴油车发展较晚，但很迅速。
到2022年全国汽车产量为325万辆，其中柴油车99.8万多辆，约占汽车总量的30%。
随着柴油汽车社会拥有量的迅速增大，柴油车排放对环境的污染问题也引起人们的高度重视。
柴油机工作时排放的产物可分为两类：一类是可见物，即颗粒状物，如碳粒、重碳氢化物、硫酸盐、油气、水气及灰分等，“墨斗鱼”是人们对尾气排放严重超标的重型柴油车的形象称呼。
这类产物中，有些为致癌物质，它们污染环境、阻碍视线。
另一类是一般肉眼看不见的物质，如一氧化碳(co)、氮氧化合物(NOx)和二氧化硫(S02)、碳氢化合物(HC)等。
CO对人体有害，而且在大气中不易自净；S02有难闻的刺鼻气味；HC、NO在一定气候条件下，经太阳光的作用会形成毒性很强的光化学烟雾；NOx和SOx易溶于水形成酸雨。
显然，柴油机工作时排出的燃烧产物不仅会对人类生存环境造成污染与破坏，而且由于柴油燃烧不完全，还会造成能的浪费。
碳烟越浓，排放的可燃物越多，对环境的污染越严重，能的浪费就越大。
控制的重点是氮氧化物和颗粒污染物。
一项调查结果显示，在全国机动车的排放污染物分担率中，柴油车占氮氧化物的43%，占颗粒悬浮物的83%。
柴油机的异常排放烟度工况为了保护环境，减少能浪费，发达国家从50年代后期先后制定了各种限制汽车排放和柴油机排气烟度的有关规定与标准，从国家法规的角度约束汽车与柴油机有害物质的排放。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2001年12月第12卷第6期指挥技术学院学报Journal of I nstitute of Command and T echnolo gy D ecember 2001V ol.12 N o.6 收稿日期:2001-08-29 作者简介:王 (1975-),男,助理讲师,101416,北京.柴油机排放控制的进展王 赵浩杰 朱旭东(装备指挥技术学院士官系) 摘 要:近年来,控制内燃机排放水平的法规变得越来越严格,尤其是大型车用内燃机的排放限值更加严厉,这使得开发设计人员采用各种办法来降低内燃机的排放。
本文介绍了从结构设计和喷油系统改进方面降低排放所采用的方法,以及在使用过程中的尾气净化措施。
这些方法在实际应用中取得了良好的效果。
关 键 词:柴油机;排放;尾气净化;开发;设计中图分类号:TK 421.5 文献标识码:A 近年来,排放法规和市场接受能力已经成为控制柴油机排放的强大推动力。
虽然现在发动机技术的发展能够满足非常严格的排放水平,但未来严格的标准仍引起了人们对其它技术的关注,如尾气净化、燃油组分及品质的进一步改进、发动机面对NO x 排放与颗粒之间折衷处理的需要等。
发动机制造厂商在关注生产成本的情况下,一般采用改变燃烧室设计、改进燃油系统特性、采用低温进气冷却,尤其是注意燃油的消耗等方法来提高产品的质量和竞争力[1]。
限制柴油机颗粒排放的尾气净化技术一直是一个人们很感兴趣的话题,为满足将来重型车用柴油机的排放要求,研究人员提出了2种解决办法:一种是将附着于壁流式陶瓷捕集器上的柴油颗粒进行定期焚化;另一种是用稀有金属连续地将颗粒物质催化。
本文将重点论述重型柴油机中所采用的几项设计变化和发动机改进技术。
综述以上2种尾气净化方法以及燃油中硫、十六烷值、芳香物含量对发动机排放的影响。
1 满足重型柴油机标准所面临的困难 重型柴油机标准强调NO x 和颗粒物质(PM )之间的折衷。
而在满足PM 标准的同时,发动机的HC 、CO 和黑烟的排放也同时会很好地处在要求限值范围内。
传统上采用延迟喷油定时控制NO x ,但这一措施与燃油经济性是相冲突的,研究发现:尤其在NO x 的排放量低于8g/kW h 以后,每降低一点,需要对燃油经济性做出很大的牺牲(见图1)。
而现代的柴油机不仅要求满足排放标准,而且必须保证有富于竞争力的燃油经济性能,这就更增加了柴油机开发的困难。
NO x 排放/(×1.34g/k W h)图1 燃油经济性损失与N O x 减少的关系NO x 是燃烧温度和滞留时间(即高温下所占燃烧循环的时间量)的产物。
影响NO x 排放的2个最重要因素是喷油时间和进气温度。
要控制颗粒排放,宜对产生严重颗粒排放的发动机工况进行研究。
从取样分析结果表明,颗粒一般都存在于机油和燃油中的碳素(碳烟)物质的有机化合物中。
颗粒物质控制一般采取的措施是减少碳烟和通过减少机油消耗来降低有机物数量,与此同时要保持发动机的耐久性。
注意进气道的设计及其对涡流和流动特性的影响,并采用较高的喷油压力,可显著的减少黑烟。
注意活塞环设计的细节和提高气缸珩磨质量可降低颗粒物质中的机油含量[2]。
2 满足90年代重型车用柴油机排放法规的改进措施综述 大多数发动机制造厂商通过如下几项设计的变化都已满足了90年代排放标准的要求。
2.1 进气系统设计改进2.1.1 涡轮增压采用涡轮增压可以提高发动机的升功率,还可以降低油耗,所以近年来受到普遍欢迎。
如果要控制黑烟,那么发动机在低速时的供气是至关重要的。
使用未优化的涡轮增压器在发动机低速下无法提供足够大的空燃比以控制黑烟。
而在发动机高速下,使用非优化涡轮增压器会在燃烧室里产生很强的涡流,而这会破坏喷射油的分布和降低燃油的经济性。
为了优化涡轮增压器和发动机之间的配合,一些发动机制造厂发展了采用可变喷嘴的涡轮增压器。
这种“可变”装置可为给定发动机转速提供一个压力比的范围。
因此可变喷嘴的涡轮增压器能显著减少黑烟,尤其是在低转速工况下。
此外,还可在规定的黑烟限值下提高发动机的输出功率。
2.1.2 进气冷却进气冷却可提高进气密度,所以可提高发动机比功率。
提高比功率可使发动机具有较好的燃油经济性并能减少废气排放。
过去,水冷式发动机大多利用水套冷却水来达到这一目的。
但是,90年代的中型和重型车用机中已普遍采用空气-空气冷却。
最近还曾考虑过向进气道喷水达到这一目的。
通过降低最高燃烧温度,空气-空气冷却还可以降低发动机的热负荷,延长发动机寿命,提高可靠性。
2.1.3 进气总管和进气道进气总管经过大量的台架试验后可获得最小压力损失,并使空气均匀流向各个气缸,进气道形状和总管的设计,加上现在许多机型上采用的可变气门技术,常常把这几项作为一个整体系统而不是几个独立的元件进行试验。
柴油机的燃油空气的混合对其性能和排放特性有非常大的影响。
设计进气道结构时要保证其既能产生良好的涡流又要保持高的流通性能。
常用的进气道有2种:一种叫“切向进气道”;另一种叫做“螺旋进气道”。
前者的流通性能好,但是,有利于油气混合过程的圆周空气运动却较小;后者的空气运动较强烈,有助于空气和燃油的混合,不过比切向进气道的压力损失大(见图2)。
一些发动机制造厂商采用了切向进气道的“静止燃烧”系统,这种系统与涡流进气道的螺旋结构相反。
静止燃烧系统大都采用较高的喷油压力,以取得最佳燃烧效率。
图2 进气道另一些制造厂商,尤其是日本厂商选用可变涡流结构。
这种结构有利于发动机低转速时产生所需的强烈涡流(螺旋进气道特点)。
高转速时采用各种方法减少涡流(相似切向进气道特性)以防止涡流过度,从而避免碳烟形成,还可保持良好的燃油经济性。
2.2 燃烧系统设计改进燃烧系统中,与排放减少有关的3个方面是:燃烧室形状、燃烧室位置和压缩比。
在燃烧开始前实现燃油和空气良好混合是燃烧室形状设计的关键所在。
研究发现,燃烧室内的空气湍流有助于油气良好的混合,通过活塞上盆坑及入口形状的适当设计,由进气道产生的涡流在压缩行程中可进一步增强。
90年代直喷发动机的燃烧室的设计一般称为“卷入式”盆形结构。
优化这种设计需考虑的因素包括:燃烧室半径和气缸直径之比、入口处的切面角以及燃烧室直径与深度之比。
在燃烧室位置选择上,以前常常使燃烧室的中心和气缸的中心有一个偏心,而若把燃烧室和气缸设计成同心,则可以使空气得到更充分的应用,得到最佳的燃油经济性和持续稳定的燃烧。
较高的压缩比可缩短着火滞后,可减少预混49第6期王 ,等:柴油机排放控制的进展合区燃烧的燃油比例,从而增加喷油定时的延迟以控制NO x ,在NO x 与燃油耗率之间得到满意的折衷。
延迟喷油定时与较低温的进气常加重白烟问题,把压缩比从16.5:1提高到18.5:1可大大减少白烟,特别是在冷起动和暖机时更能体现这一点。
2.3 机油控制系统设计改进控制机油消耗的措施包括气缸珩磨和活塞环组的设计。
对产生高机油颗粒排放原因的研究发现,由于气缸珩磨工艺质量不高,导致机油消耗过大。
因此,应采取专门的制造工艺控制措施,保证严格遵循气缸珩磨有关条纹角度、深度和一致性的技术要求。
而环组设计的一个关键准则就是环组的顺应性。
顺应性好的活塞环可以大大降低颗粒排放量。
2.4 喷油系统设计改进2.4.1 喷油定时喷油定时是指在规定的时间内将高压的燃油喷入燃烧室进行燃烧,它是控制NO x 排放的最有效手段。
而喷油定时延迟在良好燃油经济性和低颗粒排放之间是相矛盾的。
为了减少延迟喷油定时对燃油经济性的不利影响,应采取较高的压缩比和较高的喷油压力来缩短着火滞后的措施。
指示比排放NO x /(×1.34g /kW h )图3 燃油压力对N O x 和燃油消耗的影响自70年代以来,人们就认识到喷油压力对发动机性能和排放的影响,提高喷油压力可以改善燃油经济性(见图3)和黑烟特性(见图4)。
然而仍有一些制造厂商认为,喷油率的变化比喷油压力更重要。
90年代柴油机在全负荷、额定转速时的喷油压力接近103.35M Pa ,相比之下,90年代前的发动机仅为68.9～75.9M Pa 。
2.4.2 喷油持续时间曾有一个时期,研究人员希望具有极其短的喷油持续时间。
随着新的燃烧研究成果的采用,研究人员更强调了喷油持续时间与燃烧系统的适当配合。
喷油压力/(×6.89M Pa)图4 喷油压力对烟度排放的影响发动机转速/(×102r/min)图5 喷油持续时间作为喷嘴孔直径的函数进行优化(直喷涡流式发动机)对于90年代按涡流原理设计的发动机,在额定转速和负荷工况下,大约25°～30°曲轴转角的喷油持续时间最佳(见图5)。
当然,这决不是说喷油持续时间是一个独立控制的参数。
上述结论是把喷油系统和发动机输出功率有关的几个参数包括喷孔尺寸、喷孔数目、喷油压力、发动机转速和喷油量等进行综合后所得出的结果。
2.4.3 喷嘴结构50指挥技术学院学报 2001年喷嘴的设计和缸盖上的位置(倾斜角)对发动机的性能和排放特性最为重要。
经过对几个参数的研究可得出90年代直喷式涡流发动机使用的喷嘴结构优化的一般原则:1)喷油腔的容积必须缩到最小;2)喷嘴孔的数目对特定的燃烧系统以及喷油压力特性必须经过优化,以便最大利用空气;3)喷嘴孔的直径必须适合已取得的适当的雾化;4)喷嘴孔的长度必须适合已取得燃油束的渗透能力。
油束的渗透加上适当的雾化有助于充分利用空气,现已发现的最佳孔长度一般为孔径的2.7倍;5)喷油束包含的锥角必须针对特定燃烧室和盆形圆心进行研究;6)各个不同参数之间的相互影响很大,通过整体的研究开发,喷嘴的开启压力从24M Pa提高到27～29M Pa。
上面仅对90年代发动机的燃油系统元件及其特性作了简单的阐述。
另外在输油阀、高压喷油管路、溢流口的尺寸和数目方面的选择也非常重要,尤其要注意对黑烟限制装置的选用。
选择电子控制的制造厂商还有优化喷油定时程序的任务。
这些优化内容与转速、负荷、发动机冷却水温度和环境温度都有关。
尽管柴油机已取得了很大改善,但是柴油机要满足未来的标准仍有许多工作要做。
2.4.4 燃油因素许多研究人员已对柴油机燃料的品质及其对颗粒排放的影响作了研究,常研究的燃油特性包括十六烷值、芳香物含量和硫含量。
NO x降低一般是由于燃油十六烷值提高,点火延迟时间缩短和燃烧较柔和所致。
研究得出,当十六烷值从40提高到53时,NO x的排放量降低幅度可达10%。
使用高十六烷值燃油,燃烧更为完全也可使颗粒排放降低,特别是低负荷下进一步避免了稀薄熄火工况,还可降低HC和CO的排放。
芳香物含量与碳烟的形成有直接关系,所以现在的立法直接要求炼油厂降低芳香物的含量。
硫的含量对柴油机颗粒排放也有很大影响。
有人对2台直喷式柴油机做了实验,硫的含量每减少0.1%,颗粒的总排放减少0.027～0.034g/kW h。