改善柴油機排放措施

一、提高柴油的品質

1．提高柴油的着火性能

衡量着火性能的指標是十六烷值。在柴油中加入硝酸烷基酯，它在氣缸內能迅速離解，產生活性基，在體積分數為0．1％時，能提高1～6個單位的十六烷值，從而改善柴油的着火性能。

2．降低含硫量

在煉油工藝中加氫可以有效地降低含硫量。當柴油中硫的質量百分比在0．05％以下時，便會有效地減少排放中微粒的含量。

3．柴油添加劑

使用柴油添加劑可改善着火性能，上文提到的硝酸烷基酯便是添加劑的一種。加入鋇、鈣、鐵的化合物，可以降低碳煙的自然温度，並有改善柴油機濾煙器再生產的作用。

二、減少潤滑油的消耗

產生潤滑油堆積的原因較為複雜，是微料排放的生成源之一，對發動機的運行情況影響最大。除此以外，涉及發動機結構方面的影響因素主要如下：

(1)氣缸套：如氣缸套變形、表面粗糙度及加工精度等。

(2)活塞環：如氣環和油環截面形狀、數目；活塞環開口形狀；活塞環徑向壓力分佈；加工精度等。

(3)活塞：如活塞外部形狀、變形；回油措施；活塞與氣缸的配合間隙等。

三、改進柴油機的燃燒過程

要保證柴油機在各種工況下良好燃燒，難度極大。隨着電控燃油噴射技術、高壓共軌、廢氣再循環、可變增壓技術和多氣門技術的不斷採用和創新，將進一步改進柴油機的燃燒和工作過程，大幅改善柴油機的排放污染。

1．電控燃油噴射系統

柴油機實現電噴後，其排放污染物會大大降低。僅調整曲線中控優化一項，可降低35％的微粒排放。這項技術在發達國家已大量採用，是繼機械噴射技術、增壓技術後的又一里程碑。初期的電噴技術是位置控制式，通過改變齒條式滑塊及柱塞滑套等機構的位置調節油量和定時，再採用電子伺服控制系統實施這一調節。該系統響應慢，控制頻率較低、精度不穩定。

新一代的電噴系統則採用時間控制，用新型高速電磁閥取代傳統機械機構，對高壓燃油實現數字調節。

近幾年，另一種新型的共軌式電噴系統已問世。該系統不再採用通用的脈動原理，而是採用壓力一時問計量原理，通過公用油道油壓的連續和各缸噴射過程的電磁閥控制相結合方式實現噴油控制。美國、德國、日本等國已批量生產共軌式電噴系統，它將代表未來柴油機燃油噴射系統的主流。德國奔馳C200CDl轎車，採用共軌式電控噴射系統，獨立高壓泵，2．2L排量，4000r／rain轉速，功率、扭矩等各項指標均處於世界領先水平。

2．廢氣再循環

柴油機廢氣再循環的控制有氣電式和電磁式兩種，廢氣再循環排氣量的反饋信號分別通過排氣流量和排氣再循環閥升程信號給出。這兩種信號均可反應再循環排氣量，各有優劣，通過進氣流量測算再循環排氣量，其響應速度慢，而通過廢氣再循環閥升程信號則會由於閥座結炭等問題產生偏差，故目前兩種方式並用。

3．多氣門技術

多氣門柴油機擴大了進氣截面，提高了柴油機的功率；柴油機噴油嘴中心佈置，有利於燃油在空間的均勻分佈，可實現關閉部分通道，形成和柴油機轉速相適應的進行渦流強度。在低速運轉時採用上述方法，可使進氣渦流比高速運轉時提高一倍，從而提高低轉速時柴油機混合氣質量，改善柴油機的經濟性、動力性和排放。

4．渦輪增壓中冷技術

一台裝有渦輪增壓器的柴油機功率輸出比未裝增壓器可增加20％～30％，而採用增壓中冷技術甚至可增加50％的功率。這就意味可以用排量較小的發動機代替現有發動機，減輕發動機和整車質量，從而節約燃料消耗，並改善排放。

四、柴油機排氣後處理

柴油機的排氣後處理主要有：①用來降低微粒排放的微粒捕集器。②用來降低微粒中有機可溶成分SOF(主要成分是高分子的HC)以及氣態HC和CO的氧化催化轉化器。③用來降低NOx的選擇性還原催化轉化器。

五、結論

各種高新技術的運用，使柴油機的排放指標大大改善，柴油機的應用日趨廣泛，汽車柴油機是一個不可抗拒的趨勢。