摘要：柴油發(fā)動(dòng)機(jī)具有高熱效率還有高扭矩等優(yōu)勢(shì)，在輪船以及車輛上都得到了廣泛的應(yīng)用，但是在使用的過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生大量的廢氣，硫化物以及氮氧化物是高污染排放的根源所在，必須要對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行高度的重視。本文從燃料的性質(zhì)、柴油機(jī)的機(jī)內(nèi)凈化以及排氣凈化后處理這三個(gè)方面展開研究，并且提出了具體的控制廢氣排放的燃料技術(shù)與措施。

　　關(guān)鍵詞：柴油機(jī);排放;燃料;技術(shù);措施

　　0 引言

　　為了讓環(huán)境得到更好的保護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，在使用柴油機(jī)的時(shí)候必須要嚴(yán)格地控制其排放水平。柴油機(jī)所排放的有害物主要是燃燒燃料的過(guò)程中生成的，就有害物的排放水平而言，不僅和發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)以及發(fā)動(dòng)機(jī)的使用條件存在關(guān)系，和燃料之間也存在著很大的關(guān)系。因此，為了有效地降低柴油機(jī)的廢氣排放，需要對(duì)使用的燃料進(jìn)行相應(yīng)的研究，從而制定出更加有效的燃料技術(shù)與措施。

　　1 優(yōu)化燃料的性質(zhì)

　　1.1 將CN進(jìn)行提高

　　通過(guò)相關(guān)的研究可以發(fā)現(xiàn)，如果CN越高的話那么碳煙的生成就會(huì)越多，這也就相當(dāng)于減少了柴油機(jī)的廢氣排放。早期所使用的柴油主要是將原油進(jìn)行分餾所得出的，里面所含的正構(gòu)烷烴比較多，由于正構(gòu)烷烴的安全性比較差，在四百度以上就會(huì)很容易出現(xiàn)熱裂解的現(xiàn)象，然后生成小分子不飽和烴，這種小分子非常容易發(fā)生環(huán)化縮聚，進(jìn)而生成碳煙母體，并且會(huì)隨著CN的升高而逐漸增多。現(xiàn)如今石油煉制的工藝已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，柴油當(dāng)中的芳烴含量也大量地提升上來(lái)，正構(gòu)烷烴的含量出現(xiàn)了大幅度的下降，為了有效地彌補(bǔ)芳烴CN比較低的缺陷在，在一些柴油當(dāng)中還會(huì)適當(dāng)?shù)靥砑右恍〤N改進(jìn)劑，這也讓CN對(duì)柴油機(jī)廢氣排放的影響規(guī)律發(fā)生了相應(yīng)的變化。隨著人們對(duì)燃料的研究進(jìn)一步深入，也得出一些有效的結(jié)論。只要柴油機(jī)使用的燃料當(dāng)中主要成分不是正構(gòu)烷烴，那么不管在不在燃料中添加CN的改進(jìn)劑，柴油機(jī)排放的廢氣當(dāng)中的各項(xiàng)指標(biāo)都會(huì)隨著CN的升高而出現(xiàn)下降，這也說(shuō)明了在生產(chǎn)柴油的時(shí)候?qū)N提高就可以有效地降低柴油機(jī)的廢氣排放量。

　　1.2 降低燃料表面的張力

　　燃料在以霧粒的狀態(tài)進(jìn)行燃燒的時(shí)候所生成的碳煙和氣態(tài)燃燒狀態(tài)下相比會(huì)多很多，這也是柴油機(jī)生成碳煙的一種主要方式。通過(guò)相關(guān)的研究可以表明，霧化油粒的直徑對(duì)碳煙的生成量存在著一定的影響，即便是柴油機(jī)表面的張力出現(xiàn)了下降，柴油機(jī)所噴射出來(lái)的霧化油粒的直徑還是會(huì)出現(xiàn)很大的降低，如果是餾分比較重或者是粘度比較大的柴油，就可以通過(guò)將其表面張力降低的方式來(lái)減少柴油機(jī)廢氣排放。另外，燃料的粘度既不能過(guò)大也不能過(guò)小，否則都會(huì)導(dǎo)致廢氣的排放出現(xiàn)惡化的現(xiàn)象，就直噴式的柴油機(jī)而言，當(dāng)其粘度在0.000003-0.000009m2/s這個(gè)范圍就比較適宜，在這個(gè)范圍當(dāng)中會(huì)隨著粘度的提高而降低燃料的消耗，進(jìn)而有效地減少柴油機(jī)廢氣的排放。

　　1.3 降低燃料中的含硫量

　　在正常情況下，柴油當(dāng)中的含硫量是在0.15%到0.3%之間，當(dāng)柴油燃燒的時(shí)候大概會(huì)有98%的硫會(huì)轉(zhuǎn)化成二氧化硫，剩下的部分則為硫酸鹽顆粒，還有一部分的硫會(huì)進(jìn)一步地出現(xiàn)氧化而且還會(huì)和燃燒所產(chǎn)生的水進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)而形成硫酸鹽，增加了柴油機(jī)廢氣排放中的顆粒量[1]。如果燃料當(dāng)中硫的含量從0.12%降至0.05%的時(shí)候，那么柴油機(jī)排放的廢氣當(dāng)中顆粒的量就會(huì)減少8%到10%，如果再將燃料當(dāng)中硫的含量進(jìn)行減少的話則不會(huì)對(duì)顆粒的排放量產(chǎn)生影響。

　　1.4 在柴油中加入降污添加劑

　　碳酸二甲酯中氧氣的含量比較高，而且其沸點(diǎn)也較高，和柴油之間具有較高的互溶性，最主要的無(wú)毒。在柴油當(dāng)中添加碳酸二甲酯可以不用改造燃油系統(tǒng)就將柴油機(jī)的碳煙排放量有效地減少。與此同時(shí)，在柴油當(dāng)中添加代用燃料也可以有效地控制柴油機(jī)的廢氣排放量，將二甲醚作為柴油的代用燃料，能夠把發(fā)動(dòng)機(jī)的功率提高10%到15%，還可以把發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率提高2%到3%，進(jìn)而讓柴油機(jī)的廢氣排放達(dá)到歐Ⅲ的標(biāo)準(zhǔn)。生物燃油屬于一種替代性的燃料，將其用在柴油機(jī)上能夠有效地降低二氧化碳以及碳?xì)浠衔铮贿^(guò)其價(jià)格偏高，可以在普通柴油當(dāng)中適當(dāng)?shù)負(fù)诫s一些生物柴油，這樣也能夠減少柴油機(jī)的廢氣排放。

　　2 柴油機(jī)的機(jī)內(nèi)凈化

　　柴油機(jī)的機(jī)內(nèi)凈化其核心就是優(yōu)化燃燒的過(guò)程，讓發(fā)動(dòng)機(jī)能夠混合得比較均勻，使燃料在燃燒的時(shí)候更加充分，并且工作的時(shí)候更加柔和，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)減少?gòu)U氣排放的目的。

　　2.1 提高噴油壓力以及減小噴孔的直徑

　　將柴油機(jī)的噴油壓力提高以及減小噴孔的直徑能夠有效地減少顆粒當(dāng)中的碳排放量[2]。為了有效地避免高壓噴射造成氮氧化合物的增加，還得將空氣渦流運(yùn)動(dòng)進(jìn)行降低，將壓縮比進(jìn)行提高以及將燃油的噴射時(shí)間進(jìn)行定時(shí)，這樣才可以更好地和高壓噴射進(jìn)行適應(yīng)，進(jìn)而減少柴油機(jī)廢氣排放中的顆粒以及氮氧化合物。將噴嘴壓力室的容積減少能夠減少?gòu)U氣中的顆粒以及碳?xì)浠衔锏呐欧牛瑢⒉裼蜋C(jī)的燃油噴射率進(jìn)行優(yōu)化，例如應(yīng)用雙彈簧噴油器可以有效地降低顆粒以及氮氧化合物的排放。

　　2.2 電控高壓噴射技術(shù)

　　在柴油機(jī)的使用過(guò)程中應(yīng)用電子控制高壓噴射技術(shù)，可以讓柴油機(jī)實(shí)現(xiàn)最佳的噴油定時(shí)以及最佳的噴油速率，還可以連續(xù)地調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速以及負(fù)荷之間的關(guān)系，讓顆粒的排放量能夠降低四成以上，還可以把柴油機(jī)的排放性能進(jìn)行相應(yīng)的改善。電控高壓噴射技術(shù)主要是控制柴油機(jī)的噴油規(guī)律，還能夠結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行情況實(shí)現(xiàn)最佳的噴油。另外，對(duì)預(yù)混合燃燒以及擴(kuò)散燃燒的比例進(jìn)行控制，能夠有效地減少有害廢氣的排放，實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)的凈化。

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