柴油机瞬变过程烟度排放的劣变分析

中华人民共和国河北渔业船舶检验局唐山检验处 姚磊

柴油机瞬变过程烟度排放的劣变分析

中华人民共和国河北渔业船舶检验局唐山检验处 姚磊

随着机器的大量使用，其排放的污染物以及在经济发展过程中废水、废气、废渣的胡乱排放，环境的破坏程度越来越高，人们也逐渐意识到环境的污染对人体健康与生态环境平衡的影响。因此，目前人们对环境的保护意识也越来越强。现阶段，国家不遗余力地整治环境污染，并将保护环境与发展经济放在同等位置。作为大气环境污染的主要来源之一，发动机废气的排放，尤其需要引起我们的关注。动力设备特别是农业装备与机动车的需求量在日益增加，作为动力设备的核心组成——柴油机，是农业机械中动力设备、大货车、越野山地车的主要动力装备，其工作中产生的污染物质更加值得关注。基于此，本文中笔者对柴油机在进行瞬变过程中烟度的排放进行了分析。

柴油机；瞬变过程；烟度排放；劣变分析

1 引言

大气环境污染程度越来越严重，整个社会的环境保护意识也越来越强，作为环境污染主要来源的动力机械与汽车排放物也日益受到关注。但是随着人们生活水平的提高，这必然使农业装备中的动力设备亦或机动车的保有量会越来越高，因此，为了保护环境，从动力设备和机动车的数量上下手肯定是不现实的，所以，究其根本，只能对车子的排放源下手，也就是发动机上进行研究。目前，我国各动力设备生产企业对于发动机的技术要求以及对于发动机动力燃料的使用也在进行不断升级改造。我国关于柴油发动机的排放法规在近几年已经公布，在公布实施的排放法规中，对于柴油发动机瞬变过程中的烟雾以及小颗粒的排放有了规定，即不能超过某一个确定的数值。例如，针对我国各大城市的机动车行驶的情况进行统计发现，车子主要有四种行驶情况，即加速、怠速、匀速以及减速，但是在这四种行驶情况中，机动车发动机进行瞬变时间大概占据总时间的55%，非常平衡地进行匀速行驶的时间不会超过总时间的35%。所以对于发动机，特别是对柴油发动机瞬变过程的烟度排放进行相关的研究是十分必要的，尤其是对其进行劣变分析，以更好改善发动机的运行情况，使柴油发动机对于环境的污染变少。从目前研究看来，柴油发动机瞬变过程排放的烟雾过多，主要是因为柴油发动机的瞬变性能不好，而造成柴油发动机瞬变性能不好的原因则主要源于供气量不足以及进气延迟两个方面的因素。本文中，笔者对于柴油发动机的瞬变过程的烟度排放阐述了自己的一些看法。

2 柴油发动机瞬变过程烟度排放的劣变分析

2.1 以参数响应作为参考的瞬变过程烟度排放的劣变分析

（1）以喷油参数作为对比，柴油发动机中的油门电压很大程度上可以看成上是一种积极的信号，它的存在可以快速实现燃烧、燃油的喷射以及转矩的输出。同时柴油发动机里面的增压器所产生的压力会使得发动机在满负荷运行时产生很大的延迟效应，这就在一定的程度上造成柴油机的总体性能偏离很稳定的状态，而性能上的变差就会表现在烟雾的排放上面。

（2）大气进入柴油发动机在时间上的延迟以及所进去的气体量上面的缺少，是造成柴油发动机性能不好以及烟雾排放过大的一个主要原因。在柴油发动机刚开始发生瞬变的情况时，发动机的油门气压会不断变大，而伴随着油门气压的变大喷油量也会急速变多，此时，对于柴油发动机的大气供给量却没有发生变化，再加上其他一些因素的存在，造成发动机增加压力在时间上的延迟以及空气和燃油比率的下降，并且这种现象会存在于柴油机的整个瞬变过程中，而上面所说的其他因素主要包括进入柴油发动机的大气气体会存在能够压缩的性能，热量排放所产生的整个油气混合的温度的降低以及气体在进行填充时存在一定的延迟等等。

2.2 基于加载规律的柴油机瞬变过程烟度排放的劣变分析

加载规律的不同，也会使得柴油发动机的总体性能随着加载率的变化而变化。加载率相同、不同加载始点条件下，柴油发动机不断循环所提供的燃油的总量的平均加速度在很大程度上根本不会随着加载始点的变化而变化，即对加载初始点的大小没什么太大的影响；瞬变过程中加载始点越小，排气能量越小，涡轮增压器在加载初期的转速越低，供气量的增加速率越慢，导致增压器相对于供油的响应速率降低，造成供气延迟越严重，平均增量空燃比降低，空燃比平均减速度增加。

3 结语

综上所述，在环保观念越来越受重视的今天，作为环境污染的一个主要污染源，小车子的排放需要更加环保，这就需要对产生排放废气的发动机进行燃料的替换或者技术的改进，特别是主要运用到大型运货车和越野车的柴油发动机。在车子行驶的过程中，车子的发动机大部分时间主要处于瞬变过程，所以发动机的瞬变过程值得重视，并且要从这个角度来减少烟气的排放，以达到环境保护的目的。

[1]孙国华,杜骞,蒲雨新等.WHTC循环评价城市中柴油车尾气排放性能的适应性研究[J].小型内燃机与摩托车,2013(05): 9～13.

[2]贾顺平,彭宏勤,刘爽等.交通运输与能源消耗相关研究综述[J].交通运输系统工程与信息,2009(3):6～16.

姚磊，男，1985出生，河北省唐山市乐亭县人，本科，助理工程师，研究方向：柴油机。