車用柴油機(jī)節(jié)能與排放技術(shù)研究探討

孟祥文（大慶油田有限責(zé)任公司儲(chǔ)運(yùn)銷售分公司技術(shù)服務(wù)中心，黑龍江 大慶 163000）

車用柴油機(jī)節(jié)能與排放技術(shù)研究探討

孟祥文（大慶油田有限責(zé)任公司儲(chǔ)運(yùn)銷售分公司技術(shù)服務(wù)中心，黑龍江 大慶 163000）

汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也加快了能源的消耗，在如今能源危機(jī)以及人們環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)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(wèn)題。文章對(duì)車用柴油機(jī)的排放氣體進(jìn)行了具體分析，并提出了提高柴油機(jī)廢氣質(zhì)量和節(jié)能的相關(guān)措施。

車用柴油機(jī)；節(jié)能；排放技術(shù)

全球范圍內(nèi)能源危機(jī)和環(huán)境污染日益嚴(yán)重，環(huán)保意識(shí)深入人心，人們對(duì)節(jié)能減排也越來(lái)越重視。車用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)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(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)能與排放是需要重點(diǎn)關(guān)注的部分。減少能耗，減少有害氣體的排放是當(dāng)前車用柴油機(jī)的主要發(fā)展目標(biāo)，對(duì)柴油機(jī)的節(jié)能減排技術(shù)進(jìn)行研究對(duì)節(jié)省資源以及保護(hù)環(huán)境都有重要意義。

1 柴油機(jī)產(chǎn)生廢氣中有害物質(zhì)的種類

碳?xì)浠衔?。柴油機(jī)排放的有害物質(zhì)中主要的一種組成成分就是碳?xì)浠衔铩Ｌ細(xì)浠衔镆彩怯稍S多成分組成的，例如燃燒不完全的燃料，燃燒中氧化反應(yīng)的中間產(chǎn)物、分子的分解等。柴油機(jī)所排放的這種碳?xì)浠衔飳?duì)環(huán)境造成破壞的機(jī)制是它能與環(huán)境中的氮氧化合物發(fā)生反應(yīng)，例如與二氧化氮發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生臭氧等氣體，對(duì)空氣造成很大的污染，人體在呼吸過(guò)多的這種氣體只有也有很大的傷害，因此控制柴油機(jī)碳?xì)浠衔锏呐欧艑?duì)空氣質(zhì)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(chǎn)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(yīng)不能完全生成二氧化碳，還會(huì)生成一部分一氧化碳，一氧化碳對(duì)人體有害。一氧化碳使人中毒的機(jī)理是與血液中的血紅蛋白結(jié)合，影響人身體的正常功能，從而出現(xiàn)中毒現(xiàn)象，嚴(yán)重者導(dǎo)致死亡。

氮氧化合物在柴油機(jī)排除氣體中的比例不大，但是氮氧化合物的對(duì)空氣的污染效果依然是很嚴(yán)重的。氮氧化合物是由氮?dú)馀c氧氣在高壓下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而形成的。當(dāng)?shù)趸衔镉龅綗N類化合物時(shí)會(huì)產(chǎn)生光化學(xué)煙霧，這種光化學(xué)煙霧會(huì)對(duì)人體產(chǎn)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(jìn)行有效處理。

車用柴油機(jī)排放的氣體中會(huì)帶有很多顆粒物，顆粒物是在燃燒過(guò)程中，燃料與供氣不均勻結(jié)合而產(chǎn)生的，顆粒物對(duì)人的呼吸道以及肺部產(chǎn)生危害，長(zhǎng)時(shí)間吸收顆粒物會(huì)導(dǎo)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(diǎn)。

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(fā)生化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物，硫氧化合物在進(jìn)入大氣后所帶來(lái)的最典型的危害就是形成酸雨，對(duì)大范圍的環(huán)境都會(huì)造成破壞。

2 提高柴油機(jī)廢氣質(zhì)量和節(jié)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(shù)較大，需要采取特殊措施進(jìn)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(dá)不到生成氮氧化合物的反應(yīng)條件，這種方法使氮氧化合物的排放量減少，但因?yàn)闇囟炔粔?，柴油機(jī)的燃燒效率也會(huì)下降，對(duì)能源造成浪費(fèi)。因此在使用降低溫度來(lái)減少氮氧化合物的排放量時(shí)，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(qiáng)并進(jìn)行冷卻處理。增大壓強(qiáng)可以提高柴油機(jī)的功率，但壓強(qiáng)增大也會(huì)使燃燒溫度升高，溫度升高會(huì)促進(jìn)生成氮氧化合物的反應(yīng)，為了防止氮氧化合物的量增多，要在增大壓強(qiáng)后及時(shí)進(jìn)行冷卻處理。第二、廢氣循環(huán)。進(jìn)行廢氣循環(huán)對(duì)降低氮氧化合物的排放量十分有效，進(jìn)行廢氣循環(huán)會(huì)對(duì)硬件設(shè)施有一定要求，柴油機(jī)需要增加額外的管路。另外改善燃燒室的結(jié)構(gòu)以及噴射方式也會(huì)對(duì)降低氮氧化合物的排放量有幫助。

2.2 提高柴油質(zhì)量

柴油的質(zhì)量對(duì)柴油機(jī)的排放有著重要影響，提高柴油的質(zhì)量也能夠有效提高汽車的尾氣質(zhì)量，減少有害氣體的排放。例如降低柴油中硫的含量，會(huì)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(huì)減少，尾氣質(zhì)量也會(huì)提升。質(zhì)量好得柴油還可以提高燃燒效率，給予機(jī)車足夠的動(dòng)力。

2.3 合理控制燃燒極限

當(dāng)燃料與供氣混合濃度處于燃燒極限附近時(shí)，燃燒進(jìn)行就會(huì)不穩(wěn)定，同時(shí)壓力的變化幅度也會(huì)增加，其主要表現(xiàn)為相同的循環(huán)過(guò)程中，平均壓力變化幅度增大，不同的循環(huán)過(guò)程中，平均壓力變化幅度也會(huì)增大。對(duì)壓力變化的幅度進(jìn)行測(cè)試，得知燃燒極限。在燃料與供氣混合濃度達(dá)到燃燒極限時(shí)，可以適當(dāng)提高噴油量，來(lái)提高混合濃度，使燃燒充分，避免因燃燒不充分而產(chǎn)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(shuō)明混合濃度離燃燒極限比較遠(yuǎn)，應(yīng)該控制噴油量，讓柴油機(jī)進(jìn)行稀薄燃燒，稀薄燃燒在保證燃燒效率的情況下可以節(jié)省能源，而且降低有害氣體的排放量?？偟膩?lái)說(shuō)，控制燃耗極限不僅可以節(jié)省能源還可以減少尾氣排放，是十分有效的節(jié)能減排措施。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著人民能源意識(shí)和環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，人們對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在節(jié)約能源和控制污染物排放方面的要求也越來(lái)越高，國(guó)家對(duì)排放要求也越來(lái)越嚴(yán)格，車用柴油機(jī)的能耗與排放問(wèn)題也是需要解決的問(wèn)題，針對(duì)柴油機(jī)的環(huán)保技術(shù)需要進(jìn)一步的發(fā)展才能滿足人們對(duì)汽車對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的要求，未來(lái)柴油機(jī)必須優(yōu)化結(jié)構(gòu)與性能，朝著耗能少，排放少的方向發(fā)展。

［1］張印濤.車用柴油機(jī)節(jié)能與排放技術(shù)的發(fā)展［J］.科技資訊.2014，12（14）：118-118.

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

［3］林盈.關(guān)于車用柴油機(jī)降低油耗和排放關(guān)鍵技術(shù)研究［J］.中國(guó)機(jī)械.2013，（13）：119-119.