控制柴油机排放的燃料技术与措施

　　摘要：柴油发动机具有高热效率还有高扭矩等优势，在轮船以及车辆上都得到了广泛的应用，但是在使用的过程中也会产生大量的废气，硫化物以及氮氧化物是高污染排放的根源所在，必须要对这个问题进行高度的重视。本文从燃料的性质、柴油机的机内净化以及排气净化后处理这三个方面展开研究，并且提出了具体的控制废气排放的燃料技术与措施。

　　关键词：柴油机;排放;燃料;技术;措施

　　0 引言

　　为了让环境得到更好的保护，从而实现可持续发展的战略，在使用柴油机的时候必须要严格地控制其排放水平。柴油机所排放的有害物主要是燃烧燃料的过程中生成的，就有害物的排放水平而言，不仅和發动机技术以及发动机的使用条件存在关系，和燃料之间也存在着很大的关系。因此，为了有效地降低柴油机的废气排放，需要对使用的燃料进行相应的研究，从而制定出更加有效的燃料技术与措施。

　　1 优化燃料的性质

　　1.1 将CN进行提高

　　通过相关的研究可以发现，如果CN越高的话那么碳烟的生成就会越多，这也就相当于减少了柴油机的废气排放。早期所使用的柴油主要是将原油进行分馏所得出的，里面所含的正构烷烃比较多，由于正构烷烃的安全性比较差，在四百度以上就会很容易出现热裂解的现象，然后生成小分子不饱和烃，这种小分子非常容易发生环化缩聚，进而生成碳烟母体，并且会随着CN的升高而逐渐增多。现如今石油炼制的工艺已经发生了很大的变化，柴油当中的芳烃含量也大量地提升上来，正构烷烃的含量出现了大幅度的下降，为了有效地弥补芳烃CN比较低的缺陷在，在一些柴油当中还会适当地添加一些CN改进剂，这也让CN对柴油机废气排放的影响规律发生了相应的变化。随着人们对燃料的研究进一步深入，也得出一些有效的结论。只要柴油机使用的燃料当中主要成分不是正构烷烃，那么不管在不在燃料中添加CN的改进剂，柴油机排放的废气当中的各项指标都会随着CN的升高而出现下降，这也说明了在生产柴油的时候将CN提高就可以有效地降低柴油机的废气排放量。

　　1.2 降低燃料表面的张力

　　燃料在以雾粒的状态进行燃烧的时候所生成的碳烟和气态燃烧状态下相比会多很多，这也是柴油机生成碳烟的一种主要方式。通过相关的研究可以表明，雾化油粒的直径对碳烟的生成量存在着一定的影响，即便是柴油机表面的张力出现了下降，柴油机所喷射出来的雾化油粒的直径还是会出现很大的降低，如果是馏分比较重或者是粘度比较大的柴油，就可以通过将其表面张力降低的方式来减少柴油机废气排放。另外，燃料的粘度既不能过大也不能过小，否则都会导致废气的排放出现恶化的现象，就直喷式的柴油机而言，当其粘度在0.000003-0.000009m2/s这个范围就比较适宜，在这个范围当中会随着粘度的提高而降低燃料的消耗，进而有效地减少柴油机废气的排放。

　　1.3 降低燃料中的含硫量

　　在正常情况下，柴油当中的含硫量是在0.15%到0.3%之间，当柴油燃烧的时候大概会有98%的硫会转化成二氧化硫，剩下的部分则为硫酸盐颗粒，还有一部分的硫会进一步地出现氧化而且还会和燃烧所产生的水进行结合，进而形成硫酸盐，增加了柴油机废气排放中的颗粒量[1]。如果燃料当中硫的含量从0.12%降至0.05%的时候，那么柴油机排放的废气当中颗粒的量就会减少8%到10%，如果再将燃料当中硫的含量进行减少的话则不会对颗粒的排放量产生影响。

　　1.4 在柴油中加入降污添加剂

　　碳酸二甲酯中氧气的含量比较高，而且其沸点也较高，和柴油之间具有较高的互溶性，最主要的无毒。在柴油当中添加碳酸二甲酯可以不用改造燃油系统就将柴油机的碳烟排放量有效地减少。与此同时，在柴油当中添加代用燃料也可以有效地控制柴油机的废气排放量，将二甲醚作为柴油的代用燃料，能够把发动机的功率提高10%到15%，还可以把发动机的热效率提高2%到3%，进而让柴油机的废气排放达到欧Ⅲ的标准。生物燃油属于一种替代性的燃料，将其用在柴油机上能够有效地降低二氧化碳以及碳氢化合物，不过其价格偏高，可以在普通柴油当中适当地掺杂一些生物柴油，这样也能够减少柴油机的废气排放。

　　2 柴油机的机内净化

　　柴油机的机内净化其核心就是优化燃烧的过程，让发动机能够混合得比较均匀，使燃料在燃烧的时候更加充分，并且工作的时候更加柔和，进而实现减少废气排放的目的。

　　2.1 提高喷油压力以及减小喷孔的直径

　　将柴油机的喷油压力提高以及减小喷孔的直径能够有效地减少颗粒当中的碳排放量[2]。为了有效地避免高压喷射造成氮氧化合物的增加，还得将空气涡流运动进行降低，将压缩比进行提高以及将燃油的喷射时间进行定时，这样才可以更好地和高压喷射进行适应，进而减少柴油机废气排放中的颗粒以及氮氧化合物。将喷嘴压力室的容积减少能够减少废气中的颗粒以及碳氢化合物的排放，将柴油机的燃油喷射率进行优化，例如应用双弹簧喷油器可以有效地降低颗粒以及氮氧化合物的排放。

　　2.2 电控高压喷射技术

　　在柴油机的使用过程中应用电子控制高压喷射技术，可以让柴油机实现最佳的喷油定时以及最佳的喷油速率，还可以连续地调节发动机的转速以及负荷之间的关系，让颗粒的排放量能够降低四成以上，还可以把柴油机的排放性能进行相应的改善。电控高压喷射技术主要是控制柴油机的喷油规律，还能够结合发动机的运行情况实现最佳的喷油。另外，对预混合燃烧以及扩散燃烧的比例进行控制，能够有效地减少有害废气的排放，实现柴油机的净化。

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文章名称： 控制柴油机排放的燃料技术与措施

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