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柴油和壓縮天然氣雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)及其后處理系統(tǒng)

城市客車使用壓縮天然氣對(duì)減少柴油燃料的總消耗量是一項(xiàng)重要的方案，而且可以減少一些大都市的運(yùn)營(yíng)成本。與裝備專用壓縮天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛相比，裝備可以使用純柴油或柴油壓縮天然氣雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛具有更大優(yōu)勢(shì)，因?yàn)楫?dāng)壓縮天然氣不足時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)還能夠僅靠柴油燃料運(yùn)行。在巴西，這種雙料發(fā)動(dòng)機(jī)車輛具有轉(zhuǎn)讓價(jià)值，因?yàn)榇蠖际械墓卉囖D(zhuǎn)讓到小城市時(shí)，由于小城市缺少CNG的配套設(shè)施，單靠CNG車輛無法轉(zhuǎn)讓；另外就其具有穩(wěn)定性以及不需要火花點(diǎn)火，這是因?yàn)槿剂先紵梢砸揽款A(yù)噴射的柴油來點(diǎn)燃。

壓縮天然氣達(dá)到90%替代率的CNG柴油雙燃料柴油機(jī)的CO2排放量可以減少19%。與相同性能和負(fù)荷的純柴油機(jī)相比，雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)盡管效率略低，但CO2和PM排放明顯降低，其中CO2排放量＜47.5g/kW·h。

柴油和壓縮天然氣的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的甲烷排放量較高，因此需要加裝一套尾氣后處理系統(tǒng)。以一臺(tái)排量7.2L、功率175kW、扭矩850N·m的歐5發(fā)動(dòng)機(jī)為例介紹尾氣后處理系統(tǒng)（圖1）。氧化劑是為減少甲烷和CO排放量，其裝在一個(gè)金屬容積內(nèi)并安裝于車上。通過這套后處理系統(tǒng)后，甲烷的排放量明顯減少，從而優(yōu)化了雙燃料柴油機(jī)的排放特性。

Nilton Mitsuro Shiraiwa et al. SAE 2013-36-0490.

編譯：張冬冬