【正文】 荷上升排放量增加，在最大扭矩和標(biāo)定轉(zhuǎn)速工況下達(dá)到最高。何元等采用電子顯微分析儀對(duì)柴油機(jī)排放顆粒物進(jìn)行觀測(cè)，得出固體物質(zhì)包括粉塵顆粒、碳顆粒及金屬顆粒，并對(duì)其來源進(jìn)行了詳細(xì)分析。被確定的碳?xì)浠衔镉?5種之多，其中包括正構(gòu)烷烴、多環(huán)芳烴和酚醛類含氧化合物。 隨著科技的發(fā)展和環(huán)境問題的出現(xiàn)，研究人員在對(duì)大氣污染物中檢測(cè)到的有害組分源解析時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車排放貢獻(xiàn)不可忽視。其排放限制逐年降低，見圖1?？諝庵屑?xì)顆粒物（空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑，）是對(duì)人體健康最有毒害的污染物之一，因?yàn)樗患丝諝庵杏卸局亟饘?、酸性氧化物、有機(jī)污染物、細(xì)菌和病毒，且大部分可進(jìn)入人體的肺部在肺泡沉積。 排氣微粒（PM即part I cu late matter）大致可分為兩種組份：一種是可溶于有機(jī)溶液的可溶性有機(jī)組份（SOF即soluble organic fraction），主要來源于未燃燒的燃料、潤滑油及其中間產(chǎn)物；另一種是不溶于有機(jī)溶液的干組份，主要由游離態(tài)的碳和硫酸鹽組成。它由碳煙、來源于未燃燃料和潤滑油的可溶性有機(jī)組分、燃料中的硫燃燒后生成的硫酸鹽、機(jī)油中的灰分以及添加劑等組成。　　根據(jù)日本國土交通省行駛規(guī)定，對(duì)在用車輛（五十菱4噸車：1994年管制車）進(jìn)行了試驗(yàn)，該車安裝了該裝置，行駛1萬公里后也達(dá)到了93%以上的PM觸媒燃燒。 日本廣島精研工業(yè)株式會(huì)社依靠自己的專利技術(shù)，最近推出了一種新型的柴油機(jī)尾氣凈化裝置，該裝置的技術(shù)特點(diǎn)：（1），經(jīng)過精密特型沖壓制成濾芯，可以完全取代目前通常采用的蜂窩陶瓷濾芯，使得生產(chǎn)出來的碳煙顆粒采集、氧化催化裝置，其流通性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于陶瓷過濾器，不會(huì)對(duì)背壓產(chǎn)生大的影響。對(duì)于中國的目前柴油中的含硫量確定了該技術(shù)在中國應(yīng)用存在很大的障礙。其缺點(diǎn)在于它可能導(dǎo)致硫酸鹽排放的增加。但其需要車輛燃用低硫柴油(含硫量不大于50ppm)，這一點(diǎn)不太適合中國目前的國情。具有代表性的企業(yè)美國的康寧公司生產(chǎn)的后處理排放裝置，從1993年至今，在歐美市場(chǎng)已經(jīng)投放了150萬個(gè)。最近的研究結(jié)果表明，采用上述方法只能改變微粒的質(zhì)量排放量，不能改變其微粒的數(shù)量，而且使微粒變得更細(xì)，增加了危害性。要解決嚴(yán)重的大氣污染問題，不但要考慮對(duì)新車的對(duì)策，也要考慮對(duì)使用車輛的對(duì)策。國家環(huán)?？偩终揭?guī)定，中國達(dá)歐洲IV、V階段排放標(biāo)準(zhǔn)分別于2010年和2012年的1月1日開始執(zhí)行。2. 全世界的管制動(dòng)向 美國1988年開始對(duì)PM進(jìn)行管制，以后進(jìn)行了階段性的強(qiáng)化。其中從柴油車中排出的粒子狀物質(zhì)(PM)給我們的健康帶來了很大的危害。還介紹了一種燃媒劑再生微粒捕集器( Fuel Borne Catalyst DieselParticulate Filter, FBC DPF)的結(jié)構(gòu)及原理,并結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)數(shù)據(jù),分析了該微粒捕集器對(duì)柴油機(jī)排氣微粒的改善效果,同時(shí)研究了該微粒捕集器的強(qiáng)制再生過程,以及對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的影響。柴油機(jī)微粒排放的凈化技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)柴油機(jī)微粒排放的凈化技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)目 錄摘要………………………………………………………………………………2Abstract…………………………………………………………………………3第一章 緒 論…………………………………………………………………41. 柴油車尾氣問題2. 全世界的管制動(dòng)向……………………………………………………43. 對(duì)使用中車輛尾氣對(duì)策的必要性……………………………………44. 對(duì)于柴油機(jī)微?？刂萍夹g(shù)方面………………………………………4第二章 柴油機(jī)微粒排放的污染……………………………………………71. 柴油機(jī)顆粒物形成機(jī)理及危害………………………………………72. 國內(nèi)外排放標(biāo)準(zhǔn)………………………………………………………73. 柴油機(jī)顆粒物分析技術(shù)………………………………………………84. 柴油機(jī)顆粒物毒性研究………………………………………………10第三章 降低柴油機(jī)有害排放物的幾種控制技術(shù)………………………101. 進(jìn)一步優(yōu)化燃燒系統(tǒng)，特別重視開發(fā)和選擇噴射系統(tǒng)……………102. 增壓及可變氣門配氣定時(shí)……………………………………………113. 全電子優(yōu)化控制………………………………………………………114. 排氣后處理技術(shù)………………………………………………………115. 改進(jìn)燃料………………………………………………………………126. 代用燃料………………………………………………………………12第四章 柴油機(jī)微粒捕捉器………………………………………………121. 微粒捕捉器(DPF)的組成和結(jié)構(gòu)及工作原理………………………122. 過濾材料………………………………………………………………133. 再生……………………………………………………………………164. 廣州新力研究成功柴油機(jī)微粒捕捉器………………………………18結(jié)論………………………………………………………………………………20參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………21致謝語………………………………………………………………………………23摘 要介紹了柴油機(jī)顆粒排放物的產(chǎn)生機(jī)理、組成成分及國內(nèi)外現(xiàn)有的排放法規(guī)。試驗(yàn)結(jié)果表明,該微粒捕集器具有較大的應(yīng)用前景。柴油車尾氣對(duì)健康的影響 柴油車尾氣中含有的粒子狀物質(zhì)（ PM ）會(huì)導(dǎo)致肺癌及呼吸系統(tǒng)疾病對(duì)人體健康的影響令人擔(dān)憂。歐洲共同體管制是從1992年開始進(jìn)行對(duì)PM進(jìn)行管制的。并且為強(qiáng)制性。4. 對(duì)于柴油機(jī)微?？刂品矫? 目前降低柴油機(jī)微粒的方法主要分為機(jī)內(nèi)凈化和機(jī)外后處理方面。要想達(dá)到歐洲4號(hào)、5號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)，微粒后處理技術(shù)將成為控制柴油機(jī)微粒排放的主要措施。但是這種應(yīng)用蜂窩陶瓷作為濾芯的微粒捕捉技術(shù)，但其再生難以實(shí)現(xiàn)，通過燃燒器再生、電熱再生、微波再生和催化劑再生等方法都很易使濾芯因?yàn)檫^熱或局部過熱而破壞。另一類是使用貴金屬作催化劑的催化氧化轉(zhuǎn)換器(OCC－Oxidation　Catalytic Converter )，它可以氧化柴油機(jī)排氣中的大部分HC、CO及微粒中的可溶有機(jī)成分SOF，但不能氧化固態(tài)的碳顆粒。因?yàn)橘F金屬催化劑有將SO2轉(zhuǎn)化成硫酸鹽微粒的傾向，這就要求降低燃油中的硫含量。 中國國內(nèi)一些大型企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)近年來一直在對(duì)柴油機(jī)排放的機(jī)外處理技術(shù)進(jìn)行研究，因?yàn)橹袊揽繃鴥?nèi)技術(shù)暫時(shí)難以在大多數(shù)型號(hào)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上僅靠機(jī)內(nèi)凈化達(dá)到歐洲三號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)。由此技術(shù)制作的凈化裝置，尺寸大小不會(huì)改變?cè)b消音器裝置的大小形狀。該技術(shù)項(xiàng)目在再生方面，大大優(yōu)于美國的技術(shù)產(chǎn)品，顆粒排放物收集的濾芯生產(chǎn)技術(shù)和工藝具有獨(dú)特性，是日本公司的專利技術(shù)。各成分在微粒中所占的比例會(huì)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的工況特征、技術(shù)水平和燃油品質(zhì)等因素的不同而發(fā)生變化。由于硫酸鹽含量相對(duì)較少，一般稱之為碳煙（DS即drysoot）。目前許多學(xué)者對(duì)大氣環(huán)境中不同粒徑顆粒物的源解析、組分進(jìn)行了比較深入的研究，并調(diào)查顯示機(jī)動(dòng)車尾氣排放、因此嚴(yán)格控制柴油機(jī)污染物的排放已成當(dāng)務(wù)之急。3 柴油機(jī)顆粒物分析技術(shù) 柴油機(jī)排氣微粒研究的第一步是把SOF從顆粒物中分離出來，測(cè)取SOF和DS的含量。在顆粒物組分分析方面，氣相色譜，液相色譜，氣質(zhì)、液質(zhì)聯(lián)用等方法較為成熟，為許多學(xué)者所應(yīng)用，除此之外，宋崇林等采用了熱重分析發(fā)測(cè)定柴油機(jī)中有機(jī)可溶成分SOF含量。并用高效液相色譜紫外光譜法分離[13]。張延峰等分析車用柴油機(jī)排氣顆粒物組分得出有機(jī)酸、有機(jī)堿、脂肪烴類、芳香烴類、中極性和高極性有機(jī)物6種組分在SOF中的比例。 由于多環(huán)芳烴具有較強(qiáng)的累積毒性效應(yīng)，國內(nèi)外許多學(xué)者將研究重點(diǎn)放在了顆粒物有機(jī)可溶性組分中多環(huán)芳烴（PAHs）的定性定量上。SandroBrandenberger等研究發(fā)現(xiàn)潤滑油對(duì)有機(jī)物排放有著顯著貢獻(xiàn)，同時(shí)也是PAHs的重要排放源。蔡智鳴等采集了多種柴油車尾氣管（連消聲器）中沉積的碳煙顆粒冷凝物樣品，對(duì)其中有機(jī)污染物的化學(xué)組成和含量進(jìn)行了研究。柴油機(jī)排氣微粒中的多環(huán)芳烴一旦沉積于氣道粘膜表面，很容易通過上皮細(xì)胞結(jié)合為胞質(zhì)受體從而影響細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化。長(zhǎng)期吸入較高濃度的柴油機(jī)排氣顆粒，可以影響內(nèi)分泌功能而改變性激素平衡和生殖細(xì)胞的形態(tài)和功能。噴射壓力已提高到160—180MPa，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)已到200 MPa。另外，增壓器固定的渦輪幾何形狀也將由可用于多用途的電控可變幾何形狀所取代。 　　SCR技術(shù)是利用氮氧化物有選擇地與存在于廢氣中的或噴入的反應(yīng)劑反應(yīng)，利用一個(gè)催化器降低NO x 排放，排出生成的氧氣。 　　為減少顆粒排放而研制的各種“柴油機(jī)顆粒收集器或稱過濾器(DEF)”，雖然不少產(chǎn)品已在歐洲轎車柴油機(jī)上裝車使用，但由于DEF的耐久性差且過濾器的再生問題也沒有徹底解決，因此，該項(xiàng)技術(shù)也正在進(jìn)一步改進(jìn)和發(fā)展中。 6. 代用燃料 隨著世界能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的日趨嚴(yán)重，尋找一種更清潔的替代石油的原料已勢(shì)在必行。近年來，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)、包括柴油與天然氣的雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī) 發(fā)展 很快，目前，全世界有幾百萬輛天然氣或雙燃料汽車在運(yùn)行，預(yù)計(jì)到2010年，全球?qū)⒂?/3的國家使用天然氣汽車。其兩大關(guān)鍵技術(shù)是過濾材料和過濾體的再生。微粒捕集器的工作主體是濾芯,濾芯決定過濾器的過濾效率、工作可靠性、使用壽命以及再生技術(shù)的使用和再生效果。 工作原理 柴油機(jī)的排放,含有大量碳煙微粒的污染物,通過排氣管道進(jìn)入微粒捕集器。其中過濾效率和流動(dòng)阻力是一對(duì)矛盾，高的微粒過濾效率一般會(huì)導(dǎo)致高的流動(dòng)阻力。其中，壁流式蜂窩陶瓷和陶瓷纖維屬于表面過濾，泡沫陶瓷和金屬絲網(wǎng)屬于深床過濾。壁流式蜂窩陶瓷的結(jié)構(gòu)及工作原理見圖2。壁流式蜂窩陶瓷壁內(nèi)小孔的尺寸都在微米級(jí)，過濾效率可達(dá)90％以上，且耐高溫，機(jī)械強(qiáng)度高[7]。徑小的顆粒隨氣流通過壁孔而排出。它是將陶瓷原料配制成泥漿，并在聚酯或聚醚泡沫塑料內(nèi)浸漬成型，最后經(jīng)燒制而成的。相關(guān)研究表明： a. 柴油機(jī)用泡沫陶