【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 物油，生產(chǎn)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(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳量大大低于普通柴油，對(duì)環(huán)境的污染比普通柴油小得多。目前，已有美國(guó)、德國(guó)、巴西、阿根廷等投入生產(chǎn)。 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(guò)程為：垃圾油加入反應(yīng)罐后，通過(guò)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。另外，通過(guò)一種金屬鹽處理劑，解決了利用廢舊動(dòng)植物油脂生產(chǎn)柴油殘留酸值高的關(guān)鍵問(wèn)題。這兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)都降低了生物柴油的生產(chǎn)成本，使得生物柴油從實(shí)驗(yàn)室走進(jìn)了生產(chǎn)車間。四、柴油機(jī)機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)　　柴油機(jī)機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)主要是改善油氣混合氣，（這有利于NO的生產(chǎn)）（這有利于碳煙的生產(chǎn)）。降低微粒和碳煙的排放與改善燃燒過(guò)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。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。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。 （一）采用新的燃燒方式 傳統(tǒng)的柴油機(jī)燃燒分為預(yù)混合燃燒和擴(kuò)散燃燒兩個(gè)部分。主要燃燒是λ≈l處的擴(kuò)散燃燒，火焰溫度高，極易產(chǎn)生NOx，采用稀薄的均勻混合氣可解決這一問(wèn)題。美國(guó)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(yù)混稀薄燃燃燒過(guò)程（PREDIC）等均是采用這種思路。采用預(yù)混稀薄燃燃燒方式減少或消除了擴(kuò)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(jī)降低98%；由于氣缸內(nèi)混合氣均勻，無(wú)局部過(guò)濃混合氣，可使PM排放比一般柴油機(jī)降低27%，預(yù)混稀薄燃燒方式目前還處于研究階段，離實(shí)用還有一定距離，但是前景非?？捎^。 （二）噴油規(guī)律改進(jìn) 合理的噴油規(guī)律應(yīng)該是：初期噴油速率不宜過(guò)高，以抑制NOx生成；中期應(yīng)急速噴油，提高噴油速率和噴油壓力，以加速擴(kuò)散燃燒速度，防止PM升高和熱效率的惡化；后期要迅速結(jié)束噴射，避免燃燒不完全及PM增加。 在沒(méi)有電控燃油噴射條件下，通過(guò)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(zhǎng)的特征。通過(guò)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(kāi)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(kāi)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(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。高壓噴射會(huì)導(dǎo)致NOx的增加，如采用推遲噴油時(shí)間和EGR等方法，以達(dá)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(guò)多的燃油噴射到氣缸的冷表面上，減少HC和顆粒PM中有機(jī)可溶物SOF排放；高壓噴射技術(shù)對(duì)噴油系統(tǒng)提出了十分苛刻的要求。要求整個(gè)系統(tǒng)有極高的強(qiáng)度、剛度和密封性。此種措施也必須和其他改進(jìn)方法相結(jié)合才能達(dá)到更好的效果。 提高噴油壓力可以有效地降低柴油機(jī)的微粒排放；減少燃油平均滴徑，促進(jìn)混合氣形成；降低發(fā)動(dòng)機(jī)最大壓力升高率、降低燃燒噪聲。（四）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(jiǎn)單而有效的措施之一。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。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。目前采用電控噴射的噴油正時(shí)已減少到上止點(diǎn)前5℃A左右。噴油速率對(duì)有害氣體的排放有較大的影響，在實(shí)用中，常把推遲噴油正時(shí)與提高噴油速率同時(shí)使用，使單獨(dú)使用推遲噴油正時(shí)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(dǎo)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(jìn)混合氣形成，以縮短緩燃期，保證良好的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性，形成先導(dǎo)噴射（預(yù)噴射）＋主噴射的模式。為了同時(shí)降低NOx和PM的排放也可采用多次噴射的方法，即先導(dǎo)噴射和主噴射結(jié)束后再噴入少量的燃油形成過(guò)后噴射，過(guò)后噴射可促進(jìn)碳煙的氧化，降低PM的排放。采用過(guò)后噴射會(huì)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(dǎo)噴射油量、過(guò)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。五、進(jìn)氣系統(tǒng)的改進(jìn) 　　目前，柴油機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)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(lái)獲得良好的混合氣。 （一）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(guò)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。增壓后，燃油消耗率下降，CO和HC也會(huì)進(jìn)一步降低。同時(shí)使進(jìn)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(duì)此可采用增壓中冷的方法使進(jìn)氣溫度降低，以控制NOx的惡化。據(jù)資料介紹，進(jìn)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(shù)，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(jī)排氣排放物的有效措施之一。 （二）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。該影響來(lái)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。二是可關(guān)閉部分通道，形成與柴油機(jī)轉(zhuǎn)速相適應(yīng)的進(jìn)氣渦流強(qiáng)度。變渦流比影響，研究人員對(duì)某6108柴油機(jī)進(jìn)行了渦流比變化對(duì)NOx，PM的影響試驗(yàn)，該機(jī)為4氣門結(jié)構(gòu)，與雙進(jìn)氣門配合的雙進(jìn)氣道為長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)渦流比可變。在低轉(zhuǎn)速時(shí)，關(guān)閉切向氣道，即可獲高渦流比，從而提高低速時(shí)的混合氣質(zhì)量，改善柴油機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)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(jìn)氣流動(dòng)和燃燒室的形狀的最佳匹配。單獨(dú)看來(lái)，采用何種強(qiáng)度的渦流、何種程度的高壓噴油、何種形式的燃燒室，沒(méi)有最佳方案。但三者的最佳配合就是最優(yōu)組合。例如，當(dāng)噴油壓力較低需要借助高強(qiáng)度氣流運(yùn)動(dòng)來(lái)加速油氣混合，在重型車用柴油機(jī)上，采用較高的噴油壓力和較多的噴孔數(shù)，可以使進(jìn)氣渦流降低。中央帶凸起的燃燒室氣流運(yùn)動(dòng)較強(qiáng)，且可維持較長(zhǎng)的時(shí)間，這對(duì)加速擴(kuò)散燃燒有利。中央帶凸起的燃燒室燃燒過(guò)程急速，主燃期較短，適當(dāng)延遲供油定時(shí)可在油耗率和煙度變化不大的前提下大幅度降低NOx排放。　　目前，直噴式柴油機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)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(jī)工況優(yōu)化噴油定時(shí)，使噴油正時(shí)不僅隨轉(zhuǎn)速而且能隨負(fù)荷的變化自動(dòng)調(diào)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(chǎn)生，進(jìn)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(kāi)發(fā)的燃燒系統(tǒng)采用強(qiáng)烈持續(xù)的后期擾動(dòng)，可有效降低碳煙和微粒的排放，幾近似于無(wú)煙。這又為進(jìn)一步采用廢氣再循環(huán)或推遲噴油提前角來(lái)降低NOx排放創(chuàng)造了條件。 （三）應(yīng)用柴油機(jī)電控技術(shù) 采用電子控制不僅可以提高噴油定時(shí)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(shù)進(jìn)行柔性或精確控制。控制系統(tǒng)最理想的方案應(yīng)是能使燃油經(jīng)濟(jì)性和廢氣