柴油機(jī)微粒排放的凈化技術(shù)發(fā)展趨勢_論文-資料下載頁
2024-11-03 07:55本頁面
【導(dǎo)讀】湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 I 蠆肂莁艿蚅肂肁薅薁肁膃莇衿肀芆薃螅聿莈莆蟻膈肈薁薇膇膀莄袆膆節(jié)蕿螂膆蒄莂螈膅膄蚈蚄螁芆蒁薀螀荿蚆袈蝿肈葿螄蝿膁蚄蝕袈芃蕆薆袇蒞芀裊袆膅蒅袁裊芇莈螇襖莀薄蚃襖聿莆蕿袃膂薂袇袂芄蒞螃羈莆薀蠆羀肆莃薅罿羋蕿薁羈莀蒁袀羈肀蚇螆羇膂蒀螞羆芅蚅薈羅莇蒈袇肄肇芁螃肅腿蒆蠆肂莁艿蚅肂肁薅薁肁膃莇衿肀芆薃螅聿莈莆蟻膈肈薁薇膇膀莄袆膆節(jié)蕿螂膆蒄莂螈膅膄蚈蚄螁芆蒁薀螀荿蚆袈蝿肈葿螄蝿膁蚄蝕袈芃蕆薆袇蒞芀裊袆膅蒅袁裊芇莈螇襖莀薄蚃襖聿莆蕿袃膂薂袇袂芄蒞螃羈莆薀蠆羀肆莃薅罿羋蕿薁羈莀蒁袀羈肀蚇螆羇膂蒀螞羆芅蚅薈羅莇蒈袇肄肇芁螃肅腿蒆蠆肂莁艿蚅肂肁薅薁肁膃莇衿肀芆薃螅聿莈莆蟻膈肈薁薇膇膀莄袆膆節(jié)蕿螂膆蒄莂螈膅膄蚈蚄螁芆蒁薀螀荿蚆袈蝿肈葿螄蝿膁蚄蝕袈芃蕆薆袇蒞芀裊袆膅蒅袁裊芇莈螇襖莀薄蚃襖聿莆蕿袃膂薂袇袂芄蒞螃羈莆薀蠆羀肆莃薅罿羋蕿薁羈莀蒁袀羈肀蚇螆羇膂蒀螞羆芅蚅薈羅莇蒈袇肄肇芁螃肅腿
【正文】 放量反而增加，且這些金屬對人體有害，現(xiàn)在已不推薦使用。 通過以上分析可以看出，柴油機(jī)燃料方面的控制措施主要有以下幾種：采用代用燃料；提高燃料的十六烷值；選擇適當(dāng)?shù)牟裼驼扯?，降低柴油的表面張力；降低密度；減少柴油中的含硫量和芳香烴含量。這些技術(shù)措施都 有助丁降低柴油機(jī)尾氣有害排放物 。 結(jié)束語 目前的發(fā)展方向是采用代用燃料，提高石油冶煉技術(shù)，研制新型柴油添加劑，消除柴油中的硫，減少燃油中的芳烴成分，降低柴油中不飽和烴的含量，提高柴油的品質(zhì)，從源頭上解決尾氣排放的問題 3 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，防止局部過量空氣系數(shù)超過 （這有利于 NO 的生產(chǎn)）和低于 （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。 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 處的湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 13 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(yù)混稀薄燃燃燒過程（ 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，無局部過濃混合氣，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，但是前景非常可觀。 噴油系統(tǒng)的改進(jìn) 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(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。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彈簧壓力時(shí)開始主噴射。 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。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。 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。 NOx 對噴油正時(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 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。 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后噴射，過后噴射可促進(jìn)碳煙的氧化，降低 PM 的排放。采用過后噴射會(huì)加大 HC 排放和耗油增湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 15 加。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。 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。 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。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。 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)，它對柴油機(jī)排放亦產(chǎn)生較大影響。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。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，研究人員對某 6108湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 16 柴油機(jī)進(jìn)行了渦流比變化對 NOx， PM 的影響試驗(yàn)，該機(jī)為 4 氣門結(jié)構(gòu)，與雙進(jìn)氣
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