車用柴油機節能與排放技術研究探討

孟祥文（大慶油田有限責任公司儲運銷售分公司技術服務中心，黑龍江 大慶 163000）

車用柴油機節能與排放技術研究探討

孟祥文（大慶油田有限責任公司儲運銷售分公司技術服務中心，黑龍江 大慶 163000）

汽車產業的發展也加快了能源的消耗，在如今能源危機以及人們環保意識增強的背景下，如何降低汽車的能源消耗，以及減少有害物氣體的排放是人們非常重視的問題。文章對車用柴油機的排放氣體進行了具體分析，并提出了提高柴油機廢氣質量和節能的相關措施。

車用柴油機；節能；排放技術

全球范圍內能源危機和環境污染日益嚴重，環保意識深入人心，人們對節能減排也越來越重視。車用柴油發動機的耗能與排放在總耗能以及總排放量中占到很大的比例，因此柴油發動機的節能與排放是需要重點關注的部分。減少能耗，減少有害氣體的排放是當前車用柴油機的主要發展目標，對柴油機的節能減排技術進行研究對節省資源以及保護環境都有重要意義。

1 柴油機產生廢氣中有害物質的種類

碳氫化合物。柴油機排放的有害物質中主要的一種組成成分就是碳氫化合物。碳氫化合物也是由許多成分組成的，例如燃燒不完全的燃料，燃燒中氧化反應的中間產物、分子的分解等。柴油機所排放的這種碳氫化合物對環境造成破壞的機制是它能與環境中的氮氧化合物發生反應，例如與二氧化氮發生反應，產生臭氧等氣體，對空氣造成很大的污染，人體在呼吸過多的這種氣體只有也有很大的傷害，因此控制柴油機碳氫化合物的排放對空氣質量和人的健康都有重要作用。

碳氧化合物是汽車尾氣的重要成分，也是有害氣體。碳氧化合物中一氧化碳占主要成分，一氧化碳產生的原因是氧氣不足的情況下，燃料不能充分燃燒，燃燒反應不能完全生成二氧化碳，還會生成一部分一氧化碳，一氧化碳對人體有害。一氧化碳使人中毒的機理是與血液中的血紅蛋白結合，影響人身體的正常功能，從而出現中毒現象，嚴重者導致死亡。

氮氧化合物在柴油機排除氣體中的比例不大，但是氮氧化合物的對空氣的污染效果依然是很嚴重的。氮氧化合物是由氮氣與氧氣在高壓下發生化學反應而形成的。當氮氧化合物遇到烴類化合物時會產生光化學煙霧，這種光化學煙霧會對人體產生很大的傷害，因此即使廢氣中氮氧化合物的含量很少，但是也要進行有效處理。

車用柴油機排放的氣體中會帶有很多顆粒物，顆粒物是在燃燒過程中，燃料與供氣不均勻結合而產生的，顆粒物對人的呼吸道以及肺部產生危害，長時間吸收顆粒物會導致呼吸道疾病和肺部疾病，很難治愈。顆粒物也是廢氣排放處理的重點。

廢氣中的硫氧化合物主要是指二氧化硫和三氧化硫等，硫化物的形成主要是由硫化物與氧氣發生化學反應的產物，硫氧化合物在進入大氣后所帶來的最典型的危害就是形成酸雨，對大范圍的環境都會造成破壞。

2 提高柴油機廢氣質量和節能的具體措施

2.1 氮氧化合物的控制

由于氮氧化合物的污染系數較大，需要采取特殊措施進行處理。降低氮氧化合物排放量的有效措施是降低燃燒溫度，使溫度達不到生成氮氧化合物的反應條件，這種方法使氮氧化合物的排放量減少，但因為溫度不夠，柴油機的燃燒效率也會下降，對能源造成浪費。因此在使用降低溫度來減少氮氧化合物的排放量時，還要考慮其他的因素。目前控制氮氧化合物的有效措施有兩種。第一、增大壓強并進行冷卻處理。增大壓強可以提高柴油機的功率，但壓強增大也會使燃燒溫度升高，溫度升高會促進生成氮氧化合物的反應，為了防止氮氧化合物的量增多，要在增大壓強后及時進行冷卻處理。第二、廢氣循環。進行廢氣循環對降低氮氧化合物的排放量十分有效，進行廢氣循環會對硬件設施有一定要求，柴油機需要增加額外的管路。另外改善燃燒室的結構以及噴射方式也會對降低氮氧化合物的排放量有幫助。

2.2 提高柴油質量

柴油的質量對柴油機的排放有著重要影響，提高柴油的質量也能夠有效提高汽車的尾氣質量，減少有害氣體的排放。例如降低柴油中硫的含量，會減少二氧化硫和三氧化硫的排放量，還可以減少顆粒物的排放。另外，如果柴油中芳烴含量少的話，氮氧化合物的排放量就會減少，尾氣質量也會提升。質量好得柴油還可以提高燃燒效率，給予機車足夠的動力。

2.3 合理控制燃燒極限

當燃料與供氣混合濃度處于燃燒極限附近時，燃燒進行就會不穩定，同時壓力的變化幅度也會增加，其主要表現為相同的循環過程中，平均壓力變化幅度增大，不同的循環過程中，平均壓力變化幅度也會增大。對壓力變化的幅度進行測試，得知燃燒極限。在燃料與供氣混合濃度達到燃燒極限時，可以適當提高噴油量，來提高混合濃度，使燃燒充分，避免因燃燒不充分而產生大量的有害氣體，如一氧化碳等。如果壓力的變化幅度比較小，說明混合濃度離燃燒極限比較遠，應該控制噴油量，讓柴油機進行稀薄燃燒，稀薄燃燒在保證燃燒效率的情況下可以節省能源，而且降低有害氣體的排放量?？偟膩碚f，控制燃耗極限不僅可以節省能源還可以減少尾氣排放，是十分有效的節能減排措施。

3 結語

隨著人民能源意識和環保意識的加強，人們對發動機在節約能源和控制污染物排放方面的要求也越來越高，國家對排放要求也越來越嚴格，車用柴油機的能耗與排放問題也是需要解決的問題，針對柴油機的環保技術需要進一步的發展才能滿足人們對汽車對發動機的要求，未來柴油機必須優化結構與性能，朝著耗能少，排放少的方向發展。

［1］張印濤.車用柴油機節能與排放技術的發展［J］.科技資訊.2014，12（14）：118-118.

［2］郭佳棟.重型車實際道路車載排放測試及排放特性研究［J］.北京理工大學.2015.

［3］林盈.關于車用柴油機降低油耗和排放關鍵技術研究［J］.中國機械.2013，（13）：119-119.