柴油機(jī)微粒排放的凈化技術(shù)發(fā)展趨勢_論文-免費(fèi)閱讀
【正文】 在實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)時(shí)，它對(duì)柴油機(jī)排放亦產(chǎn)生較大影響。 進(jìn)氣系統(tǒng)的改進(jìn) 目前，柴油機(jī)的發(fā)展趨勢是，提高噴油壓力、降低渦流強(qiáng)度，以減少進(jìn)氣的壓力損失，配合多氣門小孔徑噴油器來獲得良好的混合氣。 NOx 對(duì)噴油正時(shí)的影響非常敏感，當(dāng)噴油正時(shí)與設(shè)定值相差 1℃ A 時(shí)， NOx 將提高 15%左右。通過在某 6105 柴油機(jī)上驗(yàn)證試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)改進(jìn)后， NOx 降低 6%~13%， PM 降低 80/15%，但燃油經(jīng)濟(jì)性略有惡化 為了實(shí)現(xiàn)先緩后急的噴油規(guī)律，也可使用雙彈簧噴油器即為雙開啟壓力噴油器，在油壓上升時(shí)首先克服第一級(jí)較軟的彈簧壓力，使針閥略微頂起，由于流通面積很小，燃油噴射的速率較低；當(dāng)油壓升高到克服第二級(jí)彈簧壓力時(shí)開始主噴射。但是這些 減少措施往往會(huì)增加 NO 的排放，這為柴油機(jī)的排放控制造成了特殊的困難。燃料密度從 840kg/m3 減少到 800kg/m3，微粒排放物將減少 13%。 芳香烴的密度比較大，著火性比較差，燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生更多的碳黑，使尾氣中的 CO， HC， NO 以及 PM 都有所增加。 另外也有一種生物柴油，是以廢餐飲油等為原料制成的液體燃料。但是，甲醇和乙醇燃燒時(shí)會(huì)放出甲醛和乙醛等有害成分，因而在使用上受到限制。HC 和 C0 含量 .但由于催化劑的氧化作用，排氣中的硫易形成硫化物，不僅會(huì)引起催化劑 ??中毒 ”，而且會(huì)因硫化物沉積在過濾體內(nèi)而降低過濾效率和使排氣阻力增加 .湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 9 同樣，金屬添加劑的燃燒產(chǎn)物流經(jīng)過濾體時(shí)也會(huì)有一部分沉積物，也會(huì)影響過濾效率和增加排氣阻力 .貴金屬催化劑不會(huì)導(dǎo)致兩次污染，且催化效率高，但價(jià)格昂貴，賤金屬和稀土催化劑價(jià)格低，但催化效率不如貴金屬催化劑。有較好的機(jī)械性能 ，能承受很高的熱負(fù)荷 。 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 3 柴油機(jī)微粒排放的主要凈化措施 機(jī)內(nèi)凈化著眼于降低燃燒室內(nèi)碳粒初始粒子的形成、通過改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)或增加附加裝置達(dá)到微粒凈化的目的 . 一 .燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化燃燒過程對(duì)微粒產(chǎn)生的影響最大，也是研究的熱點(diǎn)，主要有以下幾個(gè)研究方向 .、噴油嘴端壓力、噴油嘴結(jié)構(gòu)和噴油提前角 .噴油系統(tǒng)的性能直接 影響嫩油的霧化和混合氣的質(zhì)量，最終影響微粒排放特性 .例如，增加噴油嘴孔數(shù)、采用電控技術(shù)和提高噴射壓力可以使燃油在燃燒室內(nèi)更均勻地分布，減少燃油碰壁，將有利于減少微粒排放，但會(huì)引起 N0，的增加 。本文結(jié)合當(dāng)前發(fā)展?fàn)顩r，論述了缸內(nèi)直接噴注技術(shù)和柴油化趨勢是未來車用發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展方向。而高速時(shí)要求有較低的進(jìn)氣旋流 .采用可變渦流進(jìn)氣道技術(shù)可使運(yùn)行中的渦流比在 一 之間變化，使發(fā)動(dòng)機(jī)性能及微粒排放特性在整個(gè)范圍內(nèi)得到優(yōu)化 。構(gòu)，使活塞上的嫩燒凹坑和缸蓋上的噴油嘴布置在燃燒室 中央，改善了進(jìn)氣渦流和油霧分布，使燃燒狀況明顯優(yōu)化，同時(shí)也改善了活塞和噴嘴的冷卻條件，從而減少微粒排放 :、活塞頂和缸套可以提高嫩燒室的絕熱效果 .用陶瓷材料制成氣門搖臂等運(yùn)動(dòng)部件，可減少摩擦阻力、降低機(jī)油耗量，從而減少微粒排放 .......................................................................................................... 3 二 . 進(jìn)氣增壓與空氣冷卻技術(shù)進(jìn)氣增壓與中冷可以增加進(jìn)氣量，這樣姍料在最大扭矩時(shí)可以得到充分的氧，而避免達(dá)到臨界空燃比。 柴油機(jī)的開發(fā)焦點(diǎn)已由傳統(tǒng)的優(yōu)先考慮經(jīng)濟(jì)性、可靠性和耐久性逐步轉(zhuǎn)為目前的優(yōu)先考慮環(huán)保的要求，即以優(yōu)先保護(hù)好人類賴以生存的地球環(huán)境為出發(fā)點(diǎn)去考慮采用何種技術(shù)，去評(píng)價(jià)其先進(jìn)性。日本、美國都在研究預(yù)混合燃燒方式的柴油機(jī)，這樣，可使燃油與空氣充分混合，盡量避免在高溫缺氧情況下燃油裂解成碳粒的可能性 。 。我國是世界上稀土蘊(yùn)藏量最大的國家 ，故稀土催化劑在我國大有前途 結(jié)束語 柴油機(jī)微粒排放的凈化技術(shù)，無論是機(jī)內(nèi)凈化還是機(jī)外凈化，雖都有一定的凈化效果，但對(duì)于不同類型的柴油機(jī)或同一臺(tái)柴油機(jī)的不同工況，每種技術(shù)都有一定的局限性，有的技術(shù)尚不成熟 .鑒于柴油機(jī)排氣微粒與 N0，的生成機(jī)理不同，因此在采取措施減少微粒排放的同時(shí)往往會(huì)造成 No:排放的增加 .今后研究的重點(diǎn)主要是 : 。 二甲醚（ DEM）是近年來倍受關(guān)注的柴油機(jī)代用燃料，它可從煤、天然氣和生物物質(zhì)廢料中制得。其基本制作過程為：垃圾油加入反應(yīng)罐后，通過一種微酸性催化劑技術(shù)，使得其醇解和酯化可同時(shí)進(jìn)行，反應(yīng)速度也明顯加快。因此，降低芳香烴的含量可以有效地控制有害污染物的排放 。 利用燃油添加劑。因此在確定尾氣凈化措施時(shí)，需要從目前先進(jìn)的凈化技術(shù)出發(fā)，根據(jù)機(jī)器性能，采取多種措施綜合使用，才能達(dá)到凈化的目的。 提高噴油壓力和減小噴孔直徑 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 14 提高噴油壓力和減少噴孔直徑可以使燃油的噴霧顆粒進(jìn)一步細(xì)化，以增大燃油和空氣接觸的表面積，加速燃油和空氣的混合，明顯地降低顆粒 PM 中碳的排放。為了減少 NOx 的排放，噴油正時(shí)正在逐步推遲，向上止點(diǎn)方向靠近。 采用增壓中冷技術(shù) 廢氣渦輪增壓可提高進(jìn)氣壓力、增大空氣的供給量，提高了氣缸內(nèi)平均有效壓力、過量空氣系數(shù)和整個(gè) 循環(huán)的平均溫度，使燃油燃燒完全，可使柴油機(jī)顆粒狀物質(zhì)的排放量降低 50%左右，并減少了 CO 和 HC 的排放。該影響來自兩個(gè)方面，一是采用 4 氣門技術(shù)時(shí)有利于噴油器布置在氣缸軸線附近，使油氣混合均勻，燃燒及早結(jié)束，有利于降低 NOx、另外， 4 氣門使燃燒室凹坑內(nèi)產(chǎn)生較大渦流，減少渦流死區(qū)，有利于降低 PM。 多氣門設(shè)計(jì) 采用多氣門設(shè)計(jì)主要 是為了擴(kuò)大進(jìn)排氣門的總流通總面積，提高進(jìn)氣充量，使柴油的燃燒更徹底；實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣渦流比可變。在不同工況下要獲得良好的效果，先導(dǎo)噴射油量、過后噴射油量以及各次噴射的間隔角度和時(shí)刻的控制精度都有嚴(yán)格的要求，這對(duì)于機(jī)械式噴油系統(tǒng)是很難想象的，只有電控高壓共軌噴油系統(tǒng)才能勝任。 噴油正時(shí)與噴油速率的配合 控制柴油機(jī)的噴油正時(shí)是控制柴油機(jī)排放的重要手段，推遲噴油正時(shí)是降低柴油機(jī)排放中 NOx 濃度的簡單而有效的措施之一。 在沒有電控燃油噴射條件下，通過改變油泵凸輪形狀，對(duì)噴油規(guī)律加以改進(jìn)，傳統(tǒng)凸輪為切線凸輪，改進(jìn)凸輪為凹弧型凸輪，其供油規(guī)律具有初期低、中期急速及補(bǔ)燃期不拖長的特征。降低微粒和碳煙的排放與改善燃燒過程是一致的，使柴油機(jī)達(dá)到混合均勻、燃燒充分、工作柔和、啟動(dòng)可靠、排放較少的要求。降低柴油的密度，可使 HC 和排放中的顆粒物減少。 降低芳香烴在燃油中的含量。目前，已有美國、德國、巴西、阿根廷等投入生產(chǎn)。利用醇類燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性可接近或超過柴油機(jī)和汽油機(jī)，湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院
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