车用柴油机节能与排放技术研究探讨

孟祥文（大庆油田有限责任公司储运销售分公司技术服务中心，黑龙江 大庆 163000）

车用柴油机节能与排放技术研究探讨

孟祥文（大庆油田有限责任公司储运销售分公司技术服务中心，黑龙江 大庆 163000）

汽车产业的发展也加快了能源的消耗，在如今能源危机以及人们环保意识增强的背景下，如何降低汽车的能源消耗，以及减少有害物气体的排放是人们非常重视的问题。文章对车用柴油机的排放气体进行了具体分析，并提出了提高柴油机废气质量和节能的相关措施。

车用柴油机；节能；排放技术

全球范围内能源危机和环境污染日益严重，环保意识深入人心，人们对节能减排也越来越重视。车用柴油发动机的耗能与排放在总耗能以及总排放量中占到很大的比例，因此柴油发动机的节能与排放是需要重点关注的部分。减少能耗，减少有害气体的排放是当前车用柴油机的主要发展目标，对柴油机的节能减排技术进行研究对节省资源以及保护环境都有重要意义。

1 柴油机产生废气中有害物质的种类

碳氢化合物。柴油机排放的有害物质中主要的一种组成成分就是碳氢化合物。碳氢化合物也是由许多成分组成的，例如燃烧不完全的燃料，燃烧中氧化反应的中间产物、分子的分解等。柴油机所排放的这种碳氢化合物对环境造成破坏的机制是它能与环境中的氮氧化合物发生反应，例如与二氧化氮发生反应，产生臭氧等气体，对空气造成很大的污染，人体在呼吸过多的这种气体只有也有很大的伤害，因此控制柴油机碳氢化合物的排放对空气质量和人的健康都有重要作用。

碳氧化合物是汽车尾气的重要成分，也是有害气体。碳氧化合物中一氧化碳占主要成分，一氧化碳产生的原因是氧气不足的情况下，燃料不能充分燃烧，燃烧反应不能完全生成二氧化碳，还会生成一部分一氧化碳，一氧化碳对人体有害。一氧化碳使人中毒的机理是与血液中的血红蛋白结合，影响人身体的正常功能，从而出现中毒现象，严重者导致死亡。

氮氧化合物在柴油机排除气体中的比例不大，但是氮氧化合物的对空气的污染效果依然是很严重的。氮氧化合物是由氮气与氧气在高压下发生化学反应而形成的。当氮氧化合物遇到烃类化合物时会产生光化学烟雾，这种光化学烟雾会对人体产生很大的伤害，因此即使废气中氮氧化合物的含量很少，但是也要进行有效处理。

车用柴油机排放的气体中会带有很多颗粒物，颗粒物是在燃烧过程中，燃料与供气不均匀结合而产生的，颗粒物对人的呼吸道以及肺部产生危害，长时间吸收颗粒物会导致呼吸道疾病和肺部疾病，很难治愈。颗粒物也是废气排放处理的重点。

废气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与氧气发生化学反应的产物，硫氧化合物在进入大气后所带来的最典型的危害就是形成酸雨，对大范围的环境都会造成破坏。

2 提高柴油机废气质量和节能的具体措施

2.1 氮氧化合物的控制

由于氮氧化合物的污染系数较大，需要采取特殊措施进行处理。降低氮氧化合物排放量的有效措施是降低燃烧温度，使温度达不到生成氮氧化合物的反应条件，这种方法使氮氧化合物的排放量减少，但因为温度不够，柴油机的燃烧效率也会下降，对能源造成浪费。因此在使用降低温度来减少氮氧化合物的排放量时，还要考虑其他的因素。目前控制氮氧化合物的有效措施有两种。第一、增大压强并进行冷却处理。增大压强可以提高柴油机的功率，但压强增大也会使燃烧温度升高，温度升高会促进生成氮氧化合物的反应，为了防止氮氧化合物的量增多，要在增大压强后及时进行冷却处理。第二、废气循环。进行废气循环对降低氮氧化合物的排放量十分有效，进行废气循环会对硬件设施有一定要求，柴油机需要增加额外的管路。另外改善燃烧室的结构以及喷射方式也会对降低氮氧化合物的排放量有帮助。

2.2 提高柴油质量

柴油的质量对柴油机的排放有着重要影响，提高柴油的质量也能够有效提高汽车的尾气质量，减少有害气体的排放。例如降低柴油中硫的含量，会减少二氧化硫和三氧化硫的排放量，还可以减少颗粒物的排放。另外，如果柴油中芳烃含量少的话，氮氧化合物的排放量就会减少，尾气质量也会提升。质量好得柴油还可以提高燃烧效率，给予机车足够的动力。

2.3 合理控制燃烧极限

当燃料与供气混合浓度处于燃烧极限附近时，燃烧进行就会不稳定，同时压力的变化幅度也会增加，其主要表现为相同的循环过程中，平均压力变化幅度增大，不同的循环过程中，平均压力变化幅度也会增大。对压力变化的幅度进行测试，得知燃烧极限。在燃料与供气混合浓度达到燃烧极限时，可以适当提高喷油量，来提高混合浓度，使燃烧充分，避免因燃烧不充分而产生大量的有害气体，如一氧化碳等。如果压力的变化幅度比较小，说明混合浓度离燃烧极限比较远，应该控制喷油量，让柴油机进行稀薄燃烧，稀薄燃烧在保证燃烧效率的情况下可以节省能源，而且降低有害气体的排放量。总的来说，控制燃耗极限不仅可以节省能源还可以减少尾气排放，是十分有效的节能减排措施。

3 结语

随着人民能源意识和环保意识的加强，人们对发动机在节约能源和控制污染物排放方面的要求也越来越高，国家对排放要求也越来越严格，车用柴油机的能耗与排放问题也是需要解决的问题，针对柴油机的环保技术需要进一步的发展才能满足人们对汽车对发动机的要求，未来柴油机必须优化结构与性能，朝着耗能少，排放少的方向发展。

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［2］郭佳栋.重型车实际道路车载排放测试及排放特性研究［J］.北京理工大学.2015.

［3］林盈.关于车用柴油机降低油耗和排放关键技术研究［J］.中国机械.2013，（13）：119-119.