【文章內容簡介】 物油，生產原料為向日葵、大豆等等。，可以替代柴油，也可與柴油混合使用。而且，它完全由可再生原料提煉而成，在燃燒過程中產生的二氧化碳量大大低于普通柴油，對環(huán)境的污染比普通柴油小得多。目前，已有美國、德國、巴西、阿根廷等投入生產。 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。其基本制作過程為：垃圾油加入反應罐后，通過一種微酸性催化劑技術，使得其醇解和酯化可同時進行，反應速度也明顯加快。另外，通過一種金屬鹽處理劑，解決了利用廢舊動植物油脂生產柴油殘留酸值高的關鍵問題。這兩項關鍵技術都降低了生物柴油的生產成本，使得生物柴油從實驗室走進了生產車間。四、柴油機機內凈化技術　　柴油機機內凈化技術主要是改善油氣混合氣，（這有利于NO的生產）（這有利于碳煙的生產）。降低微粒和碳煙的排放與改善燃燒過程是一致的，使柴油機達到混合均勻、燃燒充分、工作柔和、啟動可靠、排放較少的要求。但是這些減少措施往往會增加NO的排放，這為柴油機的排放控制造成了特殊的困難。因此在確定尾氣凈化措施時，需要從目前先進的凈化技術出發(fā)，根據(jù)機器性能，采取多種措施綜合使用，才能達到凈化的目的。 （一）采用新的燃燒方式 傳統(tǒng)的柴油機燃燒分為預混合燃燒和擴散燃燒兩個部分。主要燃燒是λ≈l處的擴散燃燒，火焰溫度高，極易產生NOx，采用稀薄的均勻混合氣可解決這一問題。美國西南研究院提出的均勻充量壓縮燃燒系統(tǒng)（HCCI）和日本ACE研究所的預混稀薄燃燃燒過程（PREDIC）等均是采用這種思路。采用預混稀薄燃燃燒方式減少或消除了擴散燃燒，稀混合氣可降低燃燒溫度，可大幅度降低NOx，比一般柴油機降低98%；由于氣缸內混合氣均勻，無局部過濃混合氣，可使PM排放比一般柴油機降低27%，預混稀薄燃燒方式目前還處于研究階段，離實用還有一定距離，但是前景非?？捎^。 （二）噴油規(guī)律改進 合理的噴油規(guī)律應該是：初期噴油速率不宜過高，以抑制NOx生成；中期應急速噴油，提高噴油速率和噴油壓力，以加速擴散燃燒速度，防止PM升高和熱效率的惡化；后期要迅速結束噴射，避免燃燒不完全及PM增加。 在沒有電控燃油噴射條件下，通過改變油泵凸輪形狀，對噴油規(guī)律加以改進，傳統(tǒng)凸輪為切線凸輪，改進凸輪為凹弧型凸輪，其供油規(guī)律具有初期低、中期急速及補燃期不拖長的特征。通過在某6105柴油機上驗證試驗，發(fā)現(xiàn)改進后，NOx降低6%~13%，PM降低80/15%，但燃油經濟性略有惡化 為了實現(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，在油壓上升時首先克服第一級較軟的彈簧壓力，使針閥略微頂起，由于流通面積很小，燃油噴射的速率較低；當油壓升高到克服第二級彈簧壓力時開始主噴射。（三）提高噴油壓力和減小噴孔直徑 提高噴油壓力和減少噴孔直徑可以使燃油的噴霧顆粒進一步細化，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。高壓噴射會導致NOx的增加，如采用推遲噴油時間和EGR等方法，以達到控制顆粒PM和NOx排放的目的。高壓噴射系統(tǒng)需要和燃燒室良好匹配，以避免過多的燃油噴射到氣缸的冷表面上，減少HC和顆粒PM中有機可溶物SOF排放；高壓噴射技術對噴油系統(tǒng)提出了十分苛刻的要求。要求整個系統(tǒng)有極高的強度、剛度和密封性。此種措施也必須和其他改進方法相結合才能達到更好的效果。 提高噴油壓力可以有效地降低柴油機的微粒排放；減少燃油平均滴徑，促進混合氣形成；降低發(fā)動機最大壓力升高率、降低燃燒噪聲。（四）噴油正時與噴油速率的配合 控制柴油機的噴油正時是控制柴油機排放的重要手段，推遲噴油正時是降低柴油機排放中NOx濃度的簡單而有效的措施之一。NOx對噴油正時的影響非常敏感，當噴油正時與設定值相差1℃A時，NOx將提高15%左右。為了減少NOx的排放，噴油正時正在逐步推遲，向上止點方向靠近。目前采用電控噴射的噴油正時已減少到上止點前5℃A左右。噴油速率對有害氣體的排放有較大的影響，在實用中，常把推遲噴油正時與提高噴油速率同時使用，使單獨使用推遲噴油正時引起的CO升高受到抑制，從而使CO和NOx排放均得到降低。（五）先導噴射及多次噴射 在主噴射之前噴入少量的燃油，以降低NOx和噪聲，主噴射要求噴油速率快、噴油壓力高，促進混合氣形成，以縮短緩燃期，保證良好的經濟性和動力性，形成先導噴射（預噴射）＋主噴射的模式。為了同時降低NOx和PM的排放也可采用多次噴射的方法，即先導噴射和主噴射結束后再噴入少量的燃油形成過后噴射，過后噴射可促進碳煙的氧化，降低PM的排放。采用過后噴射會加大HC排放和耗油增加。在不同工況下要獲得良好的效果，先導噴射油量、過后噴射油量以及各次噴射的間隔角度和時刻的控制精度都有嚴格的要求，這對于機械式噴油系統(tǒng)是很難想象的，只有電控高壓共軌噴油系統(tǒng)才能勝任。五、進氣系統(tǒng)的改進 　　目前，柴油機的發(fā)展趨勢是，提高噴油壓力、降低渦流強度，以減少進氣的壓力損失，配合多氣門小孔徑噴油器來獲得良好的混合氣。 （一）采用增壓中冷技術 　　廢氣渦輪增壓可提高進氣壓力、增大空氣的供給量，提高了氣缸內平均有效壓力、過量空氣系數(shù)和整個循環(huán)的平均溫度，使燃油燃燒完全，可使柴油機顆粒狀物質的排放量降低50%左右，并減少了CO和HC的排放。增壓后，燃油消耗率下降，CO和HC也會進一步降低。同時使進氣溫度提高而使燃燒溫度增加，致使增壓后NOx比非增壓要高。對此可采用增壓中冷的方法使進氣溫度降低，以控制NOx的惡化。據(jù)資料介紹，進氣溫度降低0~5℃，最高燃燒溫度和排氣溫度可降低1~3℃利用中冷技術，NOx的排放量可降低60%/70%。所以采用增壓中冷是降低車用柴油機排氣排放物的有效措施之一。 （二）多氣門設計 采用多氣門設計主要是為了擴大進排氣門的總流通總面積，提高進氣充量，使柴油的燃燒更徹底；實現(xiàn)進氣渦流比可變。在實現(xiàn)這些目標時，它對柴油機排放亦產生較大影響。該影響來自兩個方面，一是采用4氣門技術時有利于噴油器布置在氣缸軸線附近，使油氣混合均勻，燃燒及早結束，有利于降低NOx、另外，4氣門使燃燒室凹坑內產生較大渦流，減少渦流死區(qū)，有利于降低PM。二是可關閉部分通道，形成與柴油機轉速相適應的進氣渦流強度。變渦流比影響，研究人員對某6108柴油機進行了渦流比變化對NOx，PM的影響試驗，該機為4氣門結構，與雙進氣門配合的雙進氣道為長螺旋氣道和短切向氣道，切向氣道渦流近于零，并可節(jié)流，以此實現(xiàn)渦流比可變。在低轉速時，關閉切向氣道，即可獲高渦流比，從而提高低速時的混合氣質量，改善柴油機的經濟性、動力性和排放。 （二）優(yōu)化燃燒系統(tǒng) 優(yōu)化燃燒系統(tǒng)指的是供油系統(tǒng)、進氣流動和燃燒室的形狀的最佳匹配。單獨看來，采用何種強度的渦流、何種程度的高壓噴油、何種形式的燃燒室，沒有最佳方案。但三者的最佳配合就是最優(yōu)組合。例如，當噴油壓力較低需要借助高強度氣流運動來加速油氣混合，在重型車用柴油機上，采用較高的噴油壓力和較多的噴孔數(shù)，可以使進氣渦流降低。中央帶凸起的燃燒室氣流運動較強，且可維持較長的時間，這對加速擴散燃燒有利。中央帶凸起的燃燒室燃燒過程急速，主燃期較短，適當延遲供油定時可在油耗率和煙度變化不大的前提下大幅度降低NOx排放?！　∧壳?，直噴式柴油機的發(fā)展趨勢是，提高噴油壓力；增加噴油器的噴孔數(shù)，減少孔徑；根據(jù)柴油機工況優(yōu)化噴油定時，使噴油正時不僅隨轉速而且能隨負荷的變化自動調節(jié)。采用分隔式燃燒室，由于火焰高峰溫度較低，不利于NOx的生成；碳煙大部分在副燃燒室中產生，進入主燃燒室后，大部分被氧化，有效地減少顆粒和HC排放，分隔式燃燒室比同規(guī)格的直噴式燃燒室NOx的排放量低1/3－1/2。新開發(fā)的燃燒系統(tǒng)采用強烈持續(xù)的后期擾動，可有效降低碳煙和微粒的排放，幾近似于無煙。這又為進一步采用廢氣再循環(huán)或推遲噴油提前角來降低NOx排放創(chuàng)造了條件。 （三）應用柴油機電控技術 采用電子控制不僅可以提高噴油定時和噴油量的控制精度，而且在EGR、放氣閥或可變幾何渦輪增壓等空氣控制部件也可以用電子控制技術進行柔性或精確控制?？刂葡到y(tǒng)最理想的方案應是能使燃油經濟性和廢氣