摘要：柴油發(fā)動機具有高熱效率還有高扭矩等優(yōu)勢，在輪船以及車輛上都得到了廣泛的應(yīng)用，但是在使用的過程中也會產(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，必須要對這個問題進(jìn)行高度的重視。本文從燃料的性質(zhì)、柴油機的機內(nèi)凈化以及排氣凈化后處理這三個方面展開研究，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;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)，從而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，在使用柴油機的時候必須要嚴(yán)格地控制其排放水平。柴油機所排放的有害物主要是燃燒燃料的過程中生成的，就有害物的排放水平而言，不僅和發(fā)動機技術(shù)以及發(fā)動機的使用條件存在關(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的廢氣排放，需要對使用的燃料進(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越多，這也就相當(dāng)于減少了柴油機的廢氣排放。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，正構(gòu)烷烴的含量出現(xiàn)了大幅度的下降，為了有效地彌補芳烴CN比較低的缺陷在，在一些柴油當(dāng)中還會適當(dāng)?shù)靥砑右恍〤N改進(jìn)劑，這也讓CN對柴油機廢氣排放的影響規(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，柴油機排放的廢氣當(dāng)中的各項指標(biāo)都會隨著CN的升高而出現(xiàn)下降，這也說明了在生產(chǎn)柴油的時候?qū)N提高就可以有效地降低柴油機的廢氣排放量。

　　1.2 降低燃料表面的張力

　　燃料在以霧粒的狀態(tài)進(jìn)行燃燒的時候所生成的碳煙和氣態(tài)燃燒狀態(tài)下相比會多很多，這也是柴油機生成碳煙的一種主要方式。通過相關(guān)的研究可以表明，霧化油粒的直徑對碳煙的生成量存在著一定的影響，即便是柴油機表面的張力出現(xiàn)了下降，柴油機所噴射出來的霧化油粒的直徑還是會出現(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，就可以通過將其表面張力降低的方式來減少柴油機廢氣排放。另外，燃料的粘度既不能過大也不能過小，否則都會導(dǎo)致廢氣的排放出現(xiàn)惡化的現(xiàn)象，就直噴式的柴油機而言，當(dāng)其粘度在0.000003-0.000009m2/s這個范圍就比較適宜，在這個范圍當(dāng)中會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)柴油燃燒的時候大概會有98%的硫會轉(zhuǎn)化成二氧化硫，剩下的部分則為硫酸鹽顆粒，還有一部分的硫會進(jìn)一步地出現(xiàn)氧化而且還會和燃燒所產(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%的時候，那么柴油機排放的廢氣當(dāng)中顆粒的量就會減少8%到10%，如果再將燃料當(dāng)中硫的含量進(jìn)行減少的話則不會對顆粒的排放量產(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，而且其沸點也較高，和柴油之間具有較高的互溶性，最主要的無毒。在柴油當(dāng)中添加碳酸二甲酯可以不用改造燃油系統(tǒng)就將柴油機的碳煙排放量有效地減少。與此同時，在柴油當(dāng)中添加代用燃料也可以有效地控制柴油機的廢氣排放量，將二甲醚作為柴油的代用燃料，能夠把發(fā)動機的功率提高10%到15%，還可以把發(fā)動機的熱效率提高2%到3%，進(jìn)而讓柴油機的廢氣排放達(dá)到歐Ⅲ的標(biāo)準(zhǔn)。生物燃油屬于一種替代性的燃料，將其用在柴油機上能夠有效地降低二氧化碳以及碳?xì)浠衔铮贿^其價格偏高，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的廢氣排放。

　　2 柴油機的機內(nèi)凈化

　　柴油機的機內(nèi)凈化其核心就是優(yōu)化燃燒的過程，讓發(fā)動機能夠混合得比較均勻，使燃料在燃燒的時候更加充分，并且工作的時候更加柔和，進(jìn)而實現(xiàn)減少廢氣排放的目的。

　　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，還得將空氣渦流運動進(jìn)行降低，將壓縮比進(jìn)行提高以及將燃油的噴射時間進(jìn)行定時，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廢氣中的顆粒以及碳?xì)浠衔锏呐欧牛瑢⒉裼蜋C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)

　　在柴油機的使用過程中應(yīng)用電子控制高壓噴射技術(shù)，可以讓柴油機實現(xiàn)最佳的噴油定時以及最佳的噴油速率，還可以連續(xù)地調(diào)節(jié)發(fā)動機的轉(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)主要是控制柴油機的噴油規(guī)律，還能夠結(jié)合發(fā)動機的運行情況實現(xiàn)最佳的噴油。另外，對預(yù)混合燃燒以及擴散燃燒的比例進(jìn)行控制，能夠有效地減少有害廢氣的排放，實現(xiàn)柴油機的凈化。

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