中華人民共和國(guó)河北漁業(yè)船舶檢驗(yàn)局唐山檢驗(yàn)處 姚磊

柴油機(jī)瞬變過(guò)程煙度排放的劣變分析

中華人民共和國(guó)河北漁業(yè)船舶檢驗(yàn)局唐山檢驗(yàn)處 姚磊

隨著機(jī)器的大量使用，其排放的污染物以及在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中廢水、廢氣、廢渣的胡亂排放，環(huán)境的破壞程度越來(lái)越高，人們也逐漸意識(shí)到環(huán)境的污染對(duì)人體健康與生態(tài)環(huán)境平衡的影響。因此，目前人們對(duì)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)也越來(lái)越強(qiáng)?，F(xiàn)階段，國(guó)家不遺余力地整治環(huán)境污染，并將保護(hù)環(huán)境與發(fā)展經(jīng)濟(jì)放在同等位置。作為大氣環(huán)境污染的主要來(lái)源之一，發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的排放，尤其需要引起我們的關(guān)注。動(dòng)力設(shè)備特別是農(nóng)業(yè)裝備與機(jī)動(dòng)車(chē)的需求量在日益增加，作為動(dòng)力設(shè)備的核心組成——柴油機(jī)，是農(nóng)業(yè)機(jī)械中動(dòng)力設(shè)備、大貨車(chē)、越野山地車(chē)的主要?jiǎng)恿ρb備，其工作中產(chǎn)生的污染物質(zhì)更加值得關(guān)注?；诖?，本文中筆者對(duì)柴油機(jī)在進(jìn)行瞬變過(guò)程中煙度的排放進(jìn)行了分析。

柴油機(jī)；瞬變過(guò)程；煙度排放；劣變分析

1 引言

大氣環(huán)境污染程度越來(lái)越嚴(yán)重，整個(gè)社會(huì)的環(huán)境保護(hù)意識(shí)也越來(lái)越強(qiáng)，作為環(huán)境污染主要來(lái)源的動(dòng)力機(jī)械與汽車(chē)排放物也日益受到關(guān)注。但是隨著人們生活水平的提高，這必然使農(nóng)業(yè)裝備中的動(dòng)力設(shè)備亦或機(jī)動(dòng)車(chē)的保有量會(huì)越來(lái)越高，因此，為了保護(hù)環(huán)境，從動(dòng)力設(shè)備和機(jī)動(dòng)車(chē)的數(shù)量上下手肯定是不現(xiàn)實(shí)的，所以，究其根本，只能對(duì)車(chē)子的排放源下手，也就是發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行研究。目前，我國(guó)各動(dòng)力設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)要求以及對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力燃料的使用也在進(jìn)行不斷升級(jí)改造。我國(guó)關(guān)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排放法規(guī)在近幾年已經(jīng)公布，在公布實(shí)施的排放法規(guī)中，對(duì)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)瞬變過(guò)程中的煙霧以及小顆粒的排放有了規(guī)定，即不能超過(guò)某一個(gè)確定的數(shù)值。例如，針對(duì)我國(guó)各大城市的機(jī)動(dòng)車(chē)行駛的情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，車(chē)子主要有四種行駛情況，即加速、怠速、勻速以及減速，但是在這四種行駛情況中，機(jī)動(dòng)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行瞬變時(shí)間大概占據(jù)總時(shí)間的55%，非常平衡地進(jìn)行勻速行駛的時(shí)間不會(huì)超過(guò)總時(shí)間的35%。所以對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)瞬變過(guò)程的煙度排放進(jìn)行相關(guān)的研究是十分必要的，尤其是對(duì)其進(jìn)行劣變分析，以更好改善發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況，使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于環(huán)境的污染變少。從目前研究看來(lái)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)瞬變過(guò)程排放的煙霧過(guò)多，主要是因?yàn)椴裼桶l(fā)動(dòng)機(jī)的瞬變性能不好，而造成柴油發(fā)動(dòng)機(jī)瞬變性能不好的原因則主要源于供氣量不足以及進(jìn)氣延遲兩個(gè)方面的因素。本文中，筆者對(duì)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬變過(guò)程的煙度排放闡述了自己的一些看法。

2 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)瞬變過(guò)程煙度排放的劣變分析

2.1 以參數(shù)響應(yīng)作為參考的瞬變過(guò)程煙度排放的劣變分析

（1）以噴油參數(shù)作為對(duì)比，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的油門(mén)電壓很大程度上可以看成上是一種積極的信號(hào)，它的存在可以快速實(shí)現(xiàn)燃燒、燃油的噴射以及轉(zhuǎn)矩的輸出。同時(shí)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)里面的增壓器所產(chǎn)生的壓力會(huì)使得發(fā)動(dòng)機(jī)在滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生很大的延遲效應(yīng)，這就在一定的程度上造成柴油機(jī)的總體性能偏離很穩(wěn)定的狀態(tài)，而性能上的變差就會(huì)表現(xiàn)在煙霧的排放上面。

（2）大氣進(jìn)入柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在時(shí)間上的延遲以及所進(jìn)去的氣體量上面的缺少，是造成柴油發(fā)動(dòng)機(jī)性能不好以及煙霧排放過(guò)大的一個(gè)主要原因。在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)剛開(kāi)始發(fā)生瞬變的情況時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的油門(mén)氣壓會(huì)不斷變大，而伴隨著油門(mén)氣壓的變大噴油量也會(huì)急速變多，此時(shí)，對(duì)于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的大氣供給量卻沒(méi)有發(fā)生變化，再加上其他一些因素的存在，造成發(fā)動(dòng)機(jī)增加壓力在時(shí)間上的延遲以及空氣和燃油比率的下降，并且這種現(xiàn)象會(huì)存在于柴油機(jī)的整個(gè)瞬變過(guò)程中，而上面所說(shuō)的其他因素主要包括進(jìn)入柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的大氣氣體會(huì)存在能夠壓縮的性能，熱量排放所產(chǎn)生的整個(gè)油氣混合的溫度的降低以及氣體在進(jìn)行填充時(shí)存在一定的延遲等等。

2.2 基于加載規(guī)律的柴油機(jī)瞬變過(guò)程煙度排放的劣變分析

加載規(guī)律的不同，也會(huì)使得柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的總體性能隨著加載率的變化而變化。加載率相同、不同加載始點(diǎn)條件下，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)不斷循環(huán)所提供的燃油的總量的平均加速度在很大程度上根本不會(huì)隨著加載始點(diǎn)的變化而變化，即對(duì)加載初始點(diǎn)的大小沒(méi)什么太大的影響；瞬變過(guò)程中加載始點(diǎn)越小，排氣能量越小，渦輪增壓器在加載初期的轉(zhuǎn)速越低，供氣量的增加速率越慢，導(dǎo)致增壓器相對(duì)于供油的響應(yīng)速率降低，造成供氣延遲越嚴(yán)重，平均增量空燃比降低，空燃比平均減速度增加。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在環(huán)保觀念越來(lái)越受重視的今天，作為環(huán)境污染的一個(gè)主要污染源，小車(chē)子的排放需要更加環(huán)保，這就需要對(duì)產(chǎn)生排放廢氣的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行燃料的替換或者技術(shù)的改進(jìn)，特別是主要運(yùn)用到大型運(yùn)貨車(chē)和越野車(chē)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。在車(chē)子行駛的過(guò)程中，車(chē)子的發(fā)動(dòng)機(jī)大部分時(shí)間主要處于瞬變過(guò)程，所以發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬變過(guò)程值得重視，并且要從這個(gè)角度來(lái)減少煙氣的排放，以達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目的。

[1]孫國(guó)華,杜騫,蒲雨新等.WHTC循環(huán)評(píng)價(jià)城市中柴油車(chē)尾氣排放性能的適應(yīng)性研究[J].小型內(nèi)燃機(jī)與摩托車(chē),2013(05): 9～13.

[2]賈順平,彭宏勤,劉爽等.交通運(yùn)輸與能源消耗相關(guān)研究綜述[J].交通運(yùn)輸系統(tǒng)工程與信息,2009(3):6～16.

姚磊，男，1985出生，河北省唐山市樂(lè)亭縣人，本科，助理工程師，研究方向：柴油機(jī)。