發(fā)動機尾氣排放與控制作業(yè)

1、作 業(yè)談談汽車排放污染物對大氣環(huán)境的危害汽車尾氣排放中的污染物主要有：碳氫化合物（HC）、一氧化碳（CO）、氮氧化合物（NOX）和顆粒物（柴油車的煙度 PM指標）。大氣污染的危害主要有以下幾個方面：卩）對人體健康的危害：人需要呼吸空氣以維持生命。一個成年人每天呼吸人約2萬多次，吸入空氣達1520 立方米。因此，被污染了的空氣對人體健康有直接的影響。HC （碳氫化合物）危譽：碳氫化合物屬揮發(fā)性有機化合物，它容易在太陽光下產生光化學煙霧，在一定的 濃度下對植物和動物有直接毒性：對人體有致癌作用。CO （一氧化碳）危害：1） 一氧化碳（C0）是一種無色無味的劇毒氣體，可以在大氣中保持兩三年，是一種

2、數(shù)量人、累枳性強的毒氣。它極易與血液中的血紅蛋白結合，結合速度比氧氣快250倍，在極低濃度時就能使人 或動物遭到缺氧性傷害。輕者眩暈，頭疼，重者腦細胞受到永久性損傷，甚至窒息死亡：當每立方米的空氣中一氧化 碳的含量達到4克時，能在30分鐘內使人死亡。2） 氧化碳還會引起胎兒生長受損和智力低下，3）對心臟 病、貧血和呼吸道疾病傷害性大。N（氮氧化合物）（主要足一氧化氮和二氧化氮）危書：毒性很人，其毒性是含硫氧化物的3倍。氮氧化合物 進入肺泡后，能形成亞硝酸和硝酸，對肺組織產生劇烈的刺激作用，增加肺毛細管的通透性，故后造成肺氣腫。亞 硝酸鹽則與血紅蛋白結合，形成高鐵血紅蛋白，引起組織缺氧。城市居民

3、中得肺癌的人數(shù)會明就増加。離公路越近， 公路匕汽車流最越大，肺癌死亡率越高。氮氧化物會刺激人的眼，鼻，喉和肺，增加病毒感染的發(fā)病率，例如引起導 致支7管炎和肺炎的流行性感胄，誘發(fā)肺細胞癌變;氧化：、辻仃麻醉神經的作用。同時,氨氧化物和碳氫化合 物樣公任太陽光卜產生光化學煙霧，如1955年美國洛杉機光化學煙霧事件，因光化學煙霧引起呼吸系統(tǒng)衰竭而 死亡的人數(shù)達到400多人，這是最早出現(xiàn)的由汽車尾氣造成的大氣污染爭件。其實，即使人（中污染物濃度不高，但人體成年累月呼吸這種污染了的空氣，也會引起慢性支氣管炎、支氣管 哮喘、肺（腫及肺癌等疾病。（2）對植物的危害：人氣污染物，尤其是二氧化硫、氟化物等對植

4、物的危害是十分嚴重的。當污染物濃度很 高時，會對植物產生急性危害，使植物葉表而產生傷斑，或者直接使葉枯菱脫落：當污染物濃度不高時，會對植物 產生慢性危害，使植物葉片褪綠，或者表面上看不見什么危害癥狀，但植物的生理機能已受到了影響，造成植物產 量下降，品質變壞。（3）對天氣和氣候的影響：人氣污染物對天氣和氣候的影響是十分顯著的，可以從以下幾個方面加以說明：減少到達地而的太陽輻射量：從工廠、發(fā)屯站、汽車、家庭取暖設備向大氣中攤放的大量煙塵微粒，使空 氣變得傘常渾濁，遮擋了陽光，使得到達地面的太陽輻射量減少。據(jù)觀測統(tǒng)計，在大工業(yè)城市煙霧不散的日子里, 太陽光直接照射到地面的量比沒有煙霧的口 了減少近

5、40%。人氣河染嚴重的城市，天天如此，就會導致人和動植物 因缺乏陽光而生長發(fā)育不好。增加大氣降水最：從大工業(yè)城市排出來的微粒，其中有很多具有水氣凝結核的作用。因此，當大氣中有其 他一些降水條件與之配合的時候，就會出現(xiàn)降水天氣。在大工業(yè)城市的下風地區(qū)，降水量更多。下酸雨：有時候，從天空落卜的雨水中含有硫酸。這種酸雨是大（中的污染物二氧化硫經過氧化形成硫酸， 隨自然界的降水下落形成的。硫酸雨能使人片森林和農作物毀壞，能使紙品、紡織品、皮節(jié)制品等腐蝕破碎，能使 金屬的防銹涂料變質而降低保護作用，還會腐蝕、污染建筑物。增高大氣溫度：在大工業(yè)城市上空，由于有大量廢熱排放到空中，因此，近地面空氣的溫度比四

6、周郊區(qū)要 高一些。這種現(xiàn)彖在氣彖學中稱作”熱島效應”。對全球氣候的影響：近年來，人們逐漸注意到大氣污染對全球氣候變化的影響問題。經過研究，人們認為 在有對能引起氣候變化的各種人氣污染物質中，二氧化碳具有旋人的作用。從地球上無數(shù)煙囪和其他種種廢氣管道 排放到大（中的人量二氧化碳，約有50%留在大氣里。二氧化碳能吸收來自地面的長波輻射，使近地面層空氣溫度 增高，這叫做”溫室效應“。經粗略估算，如果人氣中二氧化碳含量增加25%,近地面氣溫町以增加0.52C。如果 增加100%,近地而溫度可以增高1.56C。有的專家認為，大氣中的二氧化碳含量照現(xiàn)在的速度增加下去，若干 年后會使得南北極的冰熔化，導致全

7、球的氣候異常。汽車排放污染物的生成機理一、一氧化碳co的生成co的生成主要是和混合氣的混合質量及其濃度有關。燃料燃燒時不可能全部生成出0和co2,會由于卜列原因 產生部分co：燃料不完全燃燒CO是燒類燃料在燃燒過程中由于缺氧而不能完全燃燒的產物，理論上，當空燃比等于14.7時，婭類燃料能完 個燃燒,生成C02和出0;空燃比XT 14.7時,即混合氣過稀,燃料燒完，氧有剩余;當空燃比小于24.7時，即混 合氣過濃，氧不足，生成CO?；旌蠚饣旌喜痪鶆蚱菣C是預混的混合氣，但即使在富氧燃燒時，混合氣也不町能絕對均勻，總會有過濃區(qū)，加上進氣管壁面上 有汽油膜存在，油膜隨進氣邊流動邊蒸發(fā)，也會造成混合氣

8、不均勻，而且各氣缸均勻性不等現(xiàn)象，這些都會產生COCO2和H；0在高溫時離解即使在稀混合燃燒時，有足夠的氧氣，但由于發(fā)動機缸內溫度很高，當溫度超過2000C時，CO?會產生高溫離 解反應，生成CO和02,溫度越高，生成的CO越多；高溫時，出0也會離解為H2,02,出會將CO?還原為CO。二、碳氫化合物（HC）的生成發(fā)動機排氣中的碳氫化介物其成分極其復雜，有未參加燃燒的燃油碳氫化介物分子，有燃燒過程中高溫分解和 合成的中間產物和部分氧化物，如醛、烯及芳香族燒等，不完個燃燒產物以及潤滑油的碳氫化物等成分，種類達200 余種。排氣中的碳氫化物與燃油種類（初始成分）何很大關系。HC生成機理如下：燃燒室

9、內的縫隙效應燃燒室內存在著很多縫隙，如由活塞頂斥部與缸壁之間，及一二活塞壞背后組成的縫隙，這部分占總的縫隙的 80%,其它縫隙有氣缸蓋熱接合面處、火花塞螺栓處、進排氣門頭部周闈。縫隙對HC的生成起著巫要的作用。當 缸內壓力升高時，會將部分未燃的可燃棍介氣壓進縫隙中去，由于縫隙很窄，面容比人，混合氣流人縫隙中被雙 壁冷卻，火焰無過程中缸內壓力降低時，未燃HC從縫隙中排出。研究表明，約有5%-10%新鮮混合氣由于縫隙效 應會躲過火焰?zhèn)鞑サ娜紵^程。這種縫隙效應是產生未燃HC的重要來源。在燃燒室中還存在著缸壁淬冷效應，火焰?zhèn)鞯嚼涞母妆谑够鹧鎮(zhèn)鞑ブ袛?，此缸壁淬熄作用造成未燃HC,但近 年來研究發(fā)現(xiàn)，如

10、此薄的淬冷層中未燃HC在火焰熄火后幾ms內由于強烈的氣流運動，即向己燃氣體擴散并產生 氧化反應，使HC的排放濃度降低，因此，對于清潔的發(fā)動機燃燒室壁面來說，此缸壁的淬冷并不是發(fā)動機排氣中 HC的主要來源。缸壁潤滑油膜和枳垢的吸收和解吸發(fā)動機缸壁吸附著一層潤滑油膜，在進氣和壓縮過程中會冇一部分燃油蒸氣被此油膜以及氣缸燃燒室存在的積 垢（多孔性積碳沉積物）所吸收而木參加燃燒，當膨脹和排氣過程中缸內圧力降低時，未燃的燃油會被釋放出來，進 人燃燒產物中而不能被氧化，以未燃HC排出。3 燃燒不完全當可燃混合氣過濃時，氧化反應不完全，過稀時發(fā)生部分循環(huán)失火或完全失火，都會產生未燃HC,燃燒不完全 現(xiàn)象特別

11、容易發(fā)生在發(fā)動機怠速和低負荷低速工況，此時缸內殘余廢氣量大，燃燒速率下降，火焰不能傳遍整個燃 燒室，發(fā)生人面積的町燃混合氣淬熄現(xiàn)象，使未燃HC排放劇版這種現(xiàn)象在混合氣濃度嚴重超出町燃界限，點火 系不良，廢氣再循環(huán)（EGR）太多以及某些過渡工況時，更會嚴重發(fā)生。曲軸箱簾氣和掃氣曲軸箱竄氣會產生HC排放，這部分排出的HC約占HC總排放量的25 %,二沖程汽油機在掃氣時，會有部分混合氣未經燃燒，掃過氣缸直接進入排氣管，因而二沖程汽油機的HC排放 比四沖程汽油機髙很多。柴油機由于是噴霧燃燒，混介氣的形成和汽油機不同，縫隙中為空氣，因而縫隙效應并不重要，這也是柴油 機未燃HC比汽油機要低的主要原因。在柴

12、油機中，噴霧質最、噴霧貫穿度、與空氣的混合、噴注碰壁以及在燃燒 室中的分布等因素対未燃HC的生成影響很大。噴嘴結構不合理，待別是針閥后床力來容枳過人是形成未燃HC的區(qū) 要原因。此外，審機油，起動時不著火以及不正常噴射（如二次噴射）也是產生未燃HC的原因。在冷起動、怠速、低 負荷等條件下，噴注中的大顆粒油滴來不及蒸發(fā)，嚴重的后燃也會造成未燃HC排放的增加。三、氮氧化物NOx的生成在發(fā)動機排放中NOx主要是指NO, NO在大氣中逐漸和氧或臭氧結合形成NO?。NO的生成主要取決丁燃燒溫度以及氧的濃度。當溫度超過2000時，氧分子會分解成氧原子，它和氮分子化合 生成NO。在稍稲高溫情況卜 NO生成濃度

13、為敲高。高溫是最重要的條件，即使氧很充分，但燃燒溫度不高，氧的分解進 行也很慢,NO生成濃度低?？傊?，燃燒進行得愈充分，燃燒溫度愈高,NO濃度愈高，這也就是NO與油耗之間相互 有矛盾的原因。因為從燃油經濟性觀點看，就要求燃燒效率高，撚燒進行得完全，也就是要求燃燒速度快，并使燃 燒放熱集中在上止點附近，而這樣燃燒溫度必然很高，因而NO生成量也就愈多。NO生成還和反應時間有關，如果燃氣在高溫和富氧的條件卜逗留時間長，NO的生成量必然增加，NO的生成 主要是在火焰峰而后面的己燃氣體中。NO生成反應是町逆反應，但NO在燃氣中逆反應(分解反應)速度緩慢，所以 一旦氣缸內形成NO,除去入0就較閑難，NO就

14、會“凍結”在一個非平衡的高濃度水平上而從排氣中排出。在汽油中NO?生成較少,NO/NO只有2%-5%,而在柴油機中NO2/NO可達1096-30%o四、顆粒柴油機微粒是除去未化介的水以外所右固態(tài)的碳基顆粒、液態(tài)的燃油與潤滑油以及無機物(附聚在碳基顆粒表面 上的SO2,NO2,H2SO3,鉛)等物質的總稱。里卡多給微粒下的定義是:微粒指經空氣稀釋后的排氣，在低于51.7 C溫 度以卞，在涂有聚四氟乙烯的玻璃纖維濾紙上沉積的除水分以外的物質。1微粒的基本組成微粒除了由燃油燃燒產生之外，潤滑油產生的微粒也占相當部分。微粒町分成可溶性有機物與不可溶性有機物 兩部分，兩部分比例人致為39%和61%。在可

15、溶件有機物中，由潤滑油產生的微粒占可溶性有機物中的絕大部分, 約占微?？偭康?9%,不可溶性有機物主要組成足干的碳煙顆粒，碳煙足燃燒不完全的產物，它占不可洛性自機物 的70.5%,占微?？偭康?3%。潤滑油除產生可溶性有機物外，也產生不可溶性物質，來自潤滑油的微?？傆嬚?微?？偭康?4%,因此要重視降低柴油機潤滑油的消耗。在不可溶性仃機物中還有硫酸鹽成分，因而隨著排放法規(guī) 的加嚴，要限制燃油中硫的含量，以降低微粒的排放。柴油機排放的煙有白煙、藍煙和黑煙。白煙和藍煙是液態(tài)顆粒，而黑煙是固態(tài)顆粒。白煙是高沸點的未燃燒和 水蒸，、混介而成的液態(tài)顆粒，它的直徑一般在him左右，主要是在冷起動時產生，溫

16、度低于250*0.藍煙主要是來燃 燒的繪，有燃油和潤滑油，以及燃燒中間產物，其顆粒較小，一般在0.5um以下，藍煙主要是在暖機時產生，溫度 在250 -650C,肖發(fā)動機溫度提高后，藍煙就會消失。黑煙是由碳煙顆粒所組成。未采取控制措施的柴油機排出的 微粒是帶有催化反應器的汽汕機的50 -70倍。2.碳煙的生成燃料是碳氫化物GHm其中氫原子要比碳原子多一倍多，基本碳煙顆粒中有105-106個碳原子及數(shù)最約為碳原子 的1/10的氫原子，因此碳煙的生成必然經過高溫熱裂解、人量脫氫的過程而形成基本晶粒。柴油在高壓、高溫(2000 -2200 C).局部缺氧的條件卜，經過熱裂解，復雜的碳氫化物逐步脫氫成

17、為簡單的碳 氫化物，產生多種中間產物，如烯燒類的低分子量的碳氫化物，進一步裂解和脫氫成為活性較強的乙塊(CH三CH), 乙塊足碳煙形成過程中幣要的中間產物，再經聚令脫氫，會形成聯(lián)乙塊或乙烯基乙塊，進步裂解脫氫、基團聚今 成很不沽潑的聚縮乙烘(-CHC-),至此已形成固體碳初核。之后，分高溫或低溫兩個途徑，在人于1000C A溫情況下， 經過聚合、環(huán)構化和進一步脫氫形成只有多環(huán)結構的不溶性碳煙成分，域后形成八方晶格的碳煙晶核。在低于1000C 時，經過環(huán)構化和氫化，也形成碳煙晶核。這種初生胚核經不斷聚集、長人成為人的、甚至肉眼能見的碳煙微粒。什么是汽油機機內凈化技術所謂機內凈化就是從右害排放物的

18、生成機理及影響因素出發(fā)，以改進發(fā)動機燃燒過程為核心，達到減少和抑制 污染物生成的齊種技術。即降低污染物生成量的技術，如改進發(fā)動機的燃燒室結構、改進點火系統(tǒng)、改進進氣系統(tǒng)、 釆用電控汽油噴射、采用廢氣再循壞技術等。機內凈化被公認為是治理車用汽油機排氣污染的治本措施。在將來, 可能會用到稀薄燃燒，缸內直噴(GDI),均質混合氣圧燃(HCCI)等技術來實現(xiàn)機內凈化。什么是汽油車排氣后處理技術在排氣系統(tǒng)中采用化學或物理方法對己生成的有害排放物進行凈化的排放后處理技術;對來自曲軸箱和供油系 統(tǒng)的有害排放物進行凈化的非排氣污染控制技術。這兩類統(tǒng)稱為機外凈化技術。電子控制汽汕噴射加三效催化桂化器己成為國際上

19、汽油乍排放控制技術的主流。此外，機外凈化技術還有曲柚箱 強制通風裝置、熱反應器、二次空氣噴射控制系統(tǒng)和燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)。什么是柴油機機內凈化技術柴油機機內凈化技術從發(fā)動機仃害污染物的生成機理及影響因索出發(fā)，通過對發(fā)動機進行調整或改進，從而達 到降低污染物生成最。常有的柴汕機機內凈化技術有：電控高壓燃汕噴射技術、增壓中冷、廢(渦輪増壓技術、廢 氣再循環(huán)(EGR、低排放燃燒系統(tǒng)。什么是柴油機排氣后處理技術排氣后處理技術的定義，對于汽油機與柴汕機是樣的：在排氣系統(tǒng)中采用化學或物理方法對已生成的行書排 放物進行凈化的排放后處理技術，對來口曲軸箱和供油系統(tǒng)的有忑排放物進行凈化的非排，(污染控制技術，這兩

20、類 統(tǒng)稱為機外凈化技術。冃前，針對柴油機的排氣后處理技術主要有：2用來降低N(排放的還原催化轉化器：還原NO*的方法通常有選擇性非催化還原(SNCR, selective noncatalytic reduction)IE選擇性催化還原(NSCR, non-selective catalytic reduction)和選擇性催化還原(SCR, selective catalytic reduction)三種方式，其中 SCR 在柴油機上的 研究最為廣泛。以氨或氨水、尿素作為還原劑的選擇性催化還原系統(tǒng),町以降低柴油機排氣中絕人部分的NO*,也能 降低部分HC。與氨或氨水相比，尿素更易于攜帶,而且

21、它不具有氨或氨水的刺激味。肉此，以尿素為還原劑的SCR被認 為是最具有應用前景的。用來降低微粒排放的微粒捕捉器：柴油機微粒捕捉器是柴油機微粒排放后處理的主要方式，它由收集排氣微粒的濾芯(substrate)和各類周期性的把 濾芯中積仔的微粒燒璋或氧化掉的再生系統(tǒng)(regeneration system)所組成。目前能滿足要求的過濾材料有以卜兩種： 金屬絲網(wǎng)、陶瓷(陶瓷纖維、泡沫陶瓷和單體陶瓷)。國內外研究過的再生方法主要有:強制再生(在人負荷時，對柴油 機進或排氣強制節(jié)流，從而提高排氣溫度，使過濾體得到再生);噴油助燃再生;電加熱再生;微波加熱再生;逆向噴氣再 生撚油添加劑再生;連續(xù)再生。以及

22、用來降低微粒中有機可溶成分SOF(主要是高分子的HC)以及氣態(tài)HC和CO排放的氧化催化轉化器：柴油機廢氣氧化催化器(OCC, oxidization catalytic converter)W以降低排氣中的CO和HC,但主要的目的足降低排 放顆粒物中SOF的含最，從而降低總的顆粒排放。OCC還町以有效地降低排氣中氣態(tài)有害物HC和CO.其中NO*還原催化和微粒捕捉器是主流。目前，低溫等離子體技術在柴油機尾氣控制中較多的是將其用于排氣微粒的捕集，其主要依據(jù)在于柴油機排(微 粒中冇70%、8喘(以質量計)是帶電的。利用低溫等離子技術捕捉柴油機微粒的技術現(xiàn)在還處于實驗室階段,而且已 獲得較滿意的數(shù)據(jù)。

23、汽油機有害排放物與控制方法車用汽油機的有害排放物主要有一氧化碳(C0)、碳氫化介物(HC)和氮氧化物(N0 x)o影響汽油機右害排放 物的因素眾多，打汽油機其它性能之間的關系也比較復雜，需要采取既能降低多種排放又能改善其它性能指標的折 衷方案。機內凈化1.1稀燃與高壓縮比在稀燃時，為改善混介氣質量而采取的措施有：實現(xiàn)分層燃燒；燃燒室設計得更介理緊湊，盡量減少有害的縫隙容積：改善火花塞結構及布置，采用高能點火系統(tǒng)，實現(xiàn)快速燃燒等。1.2增加進氣，改進排氣為了降低排放而不致使動力性和經濟性變壞，同時達到油耗法規(guī)的要求并改善低速性能，未來汽油機將更多地采用多氣閥機構。13采用可變進氣流通截面及可變配

24、氣定時系統(tǒng)采用可變進氣流通截面可改善中速運轉及部分負荷時的汽油機性能，并町控制燃燒速率。采用變配氣定時系統(tǒng)町調節(jié)缸內剩余廢氣量，降低NOx排放，改善怠速性能。1.4電子控制技術 目前，國外采用的汽油機電控系統(tǒng)主要有：燃油噴射與空燃比控制；點火定時與爆振控 制：廢氣再循環(huán)控制；怠速控制；減速斷汕、超速保護、增壓壓力控制：發(fā)動機自診斷與故障安全系統(tǒng)、町變配氣 定時控制等。1.5廢氣再循環(huán)(EGR)廢氣再循壞可有效地控制NO*的排放最。但由于它減少了進氣充量中含氧最，只宜在部分負荷時采用，以使HC不致明顯增加。要垠人限度地減少NO*含量，又不影響汽油機經濟性和HC排放，需 要采取有效的調盤裝置來優(yōu)化

25、整個工作范國內廢氣再循環(huán)。電控技術是解決這一矛盾的有效于段。后處理技術2.1三元催化凈化器三元催化凈化器同時凈化CO、HC、NOxo三元催化凈化器要求發(fā)動機必須在理論空撚比F工作，因此現(xiàn)在的三元催化凈化器都與電控燃油噴射系統(tǒng)聯(lián)合使用。2.2其它類催化凈化器為了降低從成動到暖機結束這段時I町的HC排放量，采用了 HC吸附型催化凈化器。 利用魏石作為吸附劑吸收汽油機冷心動后未完全燃燒的HC,當催化器正常工作時，HC被脫附轉化后排出，有效地 降低了冷啟動的HC排放。此外，還采用電加熱催化裝置。利用電加熱的方法，在發(fā)動機心動時間內，使催化器內 的催化劑達到工作器，從而減少冷啟動時的有害排放。燃料的改質

26、3.1汽油的無鉛化 四乙基鉛在相當長的時間內一直是汽油的最好抗爆添加劑。但汽油加入四乙基鉛后，一 方面含鉛廢氣直接危害人身健康：另一方面為了減少排污而設置的排咒后處理裝豐（催化凈化器）迅速失效，使實 際排放達不到規(guī)定的限值水平。為了根除禽鉛廢氣的雙覓危書，在不久的將來，無鉛汽油將在全世界范【制內普遍使 用。3.2摻醇汽油采用無鉛汽油后，為了提高或保持汽油原有的（含鉛時的）辛烷值，必須釆収一系列其它措施提高汽油的辛烷值。汽油中摻入醇類，就是-種有效措施，它無需改變汽油機結構，節(jié)省了汽油用量。3.3代用燃料車用汽油機中的代用燃料主要有&醇類燃料如甲醇、乙醇以及壓縮天然氣和液化石油氣等。柴油機的排放

27、特性及其污染控制與相同排量的汽油機相比，車用柴油機排出的CO、C02和HC低得多，NOx排放量為同一水平，但能引起人類 多種疾病的微粒（PM）排放量比汽油機要高3070倍。對柴油機來說，降低NOx排放，會使PM排放增加、燃油經 濟性惡化。1機內凈化措施機內措施主要是通過對燃燒的優(yōu)化來抑制有害成分的生成。目前國內外研究比較多的機內凈化措施主要右：1）增壓和中冷 廢氣渦輪增壓是使發(fā)動機輕量化、高輸出的有效措施，也是現(xiàn)代柴油機的代表性技術。采 用增圧中冷技術是降低NOx和微粒排放，改善柴油機經濟性和提高動力性的最佳措施。增床柴油機采用中冷技術后, 因進Y溫度降低，進氣量增加，過量空（系數(shù)增加，從而降

28、低峰值溫度，使巫型柴油機的NOx排放降低80%,微粒 排放也有大幅度的減少。2）采用高壓噴射系統(tǒng) 高壓噴射技術是降低柴油機微粒排放、提高柴油機性能的有效措施。高的噴射壓力 可以細化噴霧，促進空氣向噴霧內部的卷入，降低對氣流運動能臺的要求，改善燃油與空氣的混合及燃燒，從而降 低微粒排放。噴油壓力的提高也為實現(xiàn)NOx利PM排放的良好折衷創(chuàng)造了前提條件。高壓噴射對燃油品質要求較臥 中國要在全國范圍內保證燃油的成分和清潔度還有一定的難度，所以髙壓噴射可能會帯來-些問題。3）采用電子控制系統(tǒng) 提高噴油壓力能使微粒排放減少，但僅提高噴油壓力會導致NOx排放增加。為了同 時降低NOx和PM排放，還必須對噴射

29、率進行最佳控制，使噴油規(guī)律保持一定的形狀，即降低初期噴射率，以限制 NOx生成及燃燒噪聲；提高中期噴射率，使燃汕與空氣充分混合以避免碳煙生成：控制后期噴射率，使空（能與燃 氣強烈混介，氧化掉已生成的大部分碳煙。在控制噴油規(guī)律方面多采用電子控制下的燃油噴射以及雙彈簧噴油器。 電控噴油定時范旳比機械式的要人，幣臺柴油機的控制町由微處理機完成。這樣町取消傳統(tǒng)的調速器,監(jiān)測更多的柴 油機參數(shù)并優(yōu)化各點的排放。4）優(yōu)化噴嘴結構 噴嘴結構型式對柴油機的有譽排放物特別是HC和微粒中有機町溶成分（SOF）排放屋的 影響很人。應盡量減小噴嘴壓力室容積，以減小HC和SOF排放。目前普遍采用小孔徑的多孔針閥關閉噴孔

30、式（VCO） 噴嘴。5）應用四氣門技術和町變進（渦流系統(tǒng) 在四氣門缸溢中噴嘴垂直地設置在（缸中心，這種方案能使燃油 均勻地分布到各個油注中，為燃汕和空氣良好混合提供有利的條件。四氣門柴油機由于采用了兩個進排氣門，氣體 有效流通截面積增大，充氣效率提高，換氣損失減少四氣門機構的另一個優(yōu)點是可根據(jù)轉速和負荷變化改變渦流 強度，由此可在整個轉速和負荷范I韋I內，確保在燃燒室內獲得適合每一噴油率的空氣運動。6）應用強素流直噴燃燒室 低排放柴油機的燃燒室應盡町能產生較強的紊流促進燃油與空氣的混合，加速 擴散燃燒，以降低PM排放?？sII燃燒室提高了進氣渦流的保持性，燃燒過程中在活塞頂燃燒室縮II內產生強烈

31、的 擠壓渦流，與進氣渦流一起形成復雜的空氣運動，引發(fā)強烈的紊流，從而改善了混介氣的形成及燃燒。7）廢氣再循壞（EGR） EGR是實現(xiàn)低NOx排放的韻要措施在輕型車及小型直噴式柴油機上，利用熱的廢 氣再循壞，町以降低NOx、HC以及PM中的人量揮發(fā)性的成分。但對于重型柴油機來說，由于人負荷時的PM排放 幾乎僅由不町溶成分組成，當采用熱的EGR時，隨EGR比例的增加，進氣溫度迅速增加，空燃比進一步減少，使人 負荷工況PM排放增加，因此，必須采用冷卻的EGR系統(tǒng)才能滿足ECE R49排放法規(guī)的要求。8）改進燃油噴射凸輪線型,以減少延時期的燃油噴入最。這樣，便可在預燃燒階段降低燃燒初始放熱率，從而降低

32、 燃料峰值溫度，減少NOx的排放。9）采用停缸法。當柴油機在怠速和低負荷運轉時,只讓一部分氣缸工作，這樣可以有效地減少白煙和未燃碳氫化 合物的排放。10）采用相繼增壓系統(tǒng)。當柴油機負荷低于50%時，只有一個增壓器工作;當負荷超過50%時，兩個增壓器同時工 作,從而可以有效地提高柴油機的性能指標。口）燃燒室注水。NOx的減少取決于降低燃燒峰值溫度,降低燃燒峰值溫度的一個有效的方法是向氣缸內注水。 方法有三種，即直噴注水法、燃油乳化注水法和熏蒸注水法。12）優(yōu)化控制。優(yōu)化控制主要包括先進的廢氣再循壞控制，變截面渦輪增壓器，M變渦流、氣門定時、圧縮比， 町變噴孔噴油器，綜合動力裝置控制（包扌舌變速）

33、。隨著電子技術的發(fā)展，影響燃油經濟性和排放的多因素優(yōu)化控 制將變得更加重要。將來，先進的控制系統(tǒng)能檢測到排氣管中的成分和缸內的燃燒過程參數(shù)，對發(fā)動機的每一個運 轉參數(shù)做出反饋控制。使用優(yōu)化控制技術，町以將排放嚴格控制從法規(guī)的要求內，而同時使其他性能（如燃汕經濟 性和動力性）獲得最佳化。2機外凈化措施機外凈化措施不涉及對燃燒的優(yōu)化，可分為前處理和后處理。1）前處理主要是對燃料進行改進 這些措施包括a：降低燃汕中的含硫量。在燃燒過程中，柴油中的硫約有 98%轉化為S02.其余的2%成為硫酸鹽顆粒，增加了微粒的排放量，微粒中的硫酸鹽含量隨燃油中的硫含量增加 而増加。歐洲委員會建議從2005年起,燃油含硫量的上限為50X103燃油存硫彊的降低不僅降低了微粒排放。 而且使柴油機催化氧化轉化器（OCC）的應用成為町能。b：降低燃油比更。燃油比氓直接影響非直噴式柴油機的微 粒排放,即微料排放量隨燃油比重的增加而増加；c：燃油的乳化。采用油包水型乳化燃油,這樣由于油中水的急 劇汽化使油滴變得更加細小，有利于擴散燃燒，可有效降低微粒排放。2）后處理措施是更進一步降低柴油機排放的有效措施 這些措施包括 a：微粒的過濾技術。即用耐高溫的 過濾材料制成特定結構的過濾體，將