柴油机技术和排放之间的关系



柴油机技术和排放之间的关系

柴油机技术发展包括燃料燃烧过程中的所有问题和尾气后处理。介绍了减少柴油机污染物排放技术的发展，以及一些技术如排放法规、燃料质量、柴油机尾气后处理技术和尾气中的微粒物质对于减少公路上行驶车辆污染物排放的影响。更改发动机内部结构可以在几乎不改变功率的情况下减少PM和NOx的排放量。发动机结构变化包括冷却废气再循环系统、优化喷射系统、自适应充电系统和优化燃烧过程中的高温湍流。改进喷射系统，提高喷射压力、多次喷射，进而更好地混合燃料和氧气，降低燃烧温度，减少NOx和PM的排放。尾气后处理优化系统包括柴油氧化催化剂（DOC）、柴油颗粒捕集器和NOx还原系统，尾气后处理能够大幅减少污染物的排放量。目前，由于欧洲使用低硫燃料而解决柴油氧化催化剂硫中毒不再是难题；未来生物燃料会扩大使用范围，这对PM排放具有积极的影响。自欧盟排放法规出台以来，所有的排放限值降低90%以上，预计未来排放限值还将进一步下降。对比分析发现，过去旧发动机在PM排放方面（如排放物质量和数量上）不能与现代柴油机相比。更改发动机内部结构能够明显减少PM排放，并且在微小PM排放上没有负面影响，残留的柴油颗粒将被困在一个独立的空间或柴油微粒捕集器里。壁流式柴油微粒过滤器能够极大减少辐射颗粒的质量和数量，降低幅度接近100%。降低PM排放总是与降低颗粒数量的排放联系在一起。发动机控制技术的发展同样是一个主要的影响因素。以前发动机是纯粹的机械式控制，无法精确控制发动机燃料成分比例和燃烧循环，目前大多数情况下使用电子控制单元。燃油质量在过去的几十年中也有较大改善，硫含量从1965年的1%下降至2005年的0.005%，很大程度地减少了PM的排放。除了从矿物油提炼而来的柴油燃料，第一代生物燃料和液化天然气也越来越广泛地被使用，这些燃料一般对PM排放有积极的影响，并且不会导致排放粒子数的增加。

刊名：Journal of Occupational Medicine and Toxicology（英）

刊期：2014年第9期

作者：Michael Fiebig et al

编译：于立娇