汽車柴油機新技術(shù)論文

　　汽車柴油機是為汽車提供動力的發(fā)動機，是汽車的心臟，影響汽車的動力性、經(jīng)濟性和環(huán)保性。下面是小編為大家精心推薦的汽車柴油機新技術(shù)論文，希望能夠?qū)δ兴鶐椭?/p>

　　汽車柴油機新技術(shù)論文篇一

　　汽車柴油機渦輪增壓與排放控制

　　【摘要】廢氣渦輪增壓技術(shù)在降低柴油機排放方面又發(fā)揮了十分重要的作用。渦輪增壓中冷技術(shù)既是減少柴油機排放的有效措施，又可消除某些排放控制技術(shù)對動力性和經(jīng)濟性產(chǎn)生的負(fù)面影響。廢氣渦輪增壓是汽車柴油機的一項重要技術(shù)，它促進了柴油技術(shù)的發(fā)展，并將為汽車柴油機的發(fā)展開拓提供更加廣闊的前景。

　　【關(guān)鍵詞】汽車柴油機 渦輪增壓 排放控制

　　一、前言

　　柴油機廢氣渦輪增壓技術(shù)自問世以來已有90余年歷史。早期廢氣渦輪增壓的主要目的是改善發(fā)動機的動力性。至今，廢氣渦輪增壓仍是提高柴油機功率、減輕單位功率質(zhì)量、減小外形尺寸、降低燃油消耗和強化現(xiàn)有非增壓柴油機的最有效的措施之一。

　　近二十年來，隨著人們環(huán)境保護意識的增強，對汽車尾氣排放的限制越來越嚴(yán)。廢氣渦輪增壓技術(shù)在降低柴油機排放方面又發(fā)揮了十分重要的作用。渦輪增壓中冷技術(shù)既是減少柴油機排放的有效措施，又可消除某些排放控制技術(shù)對動力性和經(jīng)濟性產(chǎn)生的負(fù)面影響。廢氣渦輪增壓是汽車柴油機的一項重要技術(shù)，它促進了柴油技術(shù)的發(fā)展，并將為汽車柴油機的發(fā)展開拓提供更加廣闊的前景。

　　二、渦輪增壓與排放控制技術(shù)

　　具有代表性的國際三大排放體系(歐洲、美國、日本)分別制定了分階段的汽車柴油機的排放限值。雖然三個排放法規(guī)體系采用了各自的測試方法和階段限值，但不斷加嚴(yán)的趨勢是一致的。

　　對于各型柴油車，既要穩(wěn)定達到高于歐洲Ⅰ的排放標(biāo)準(zhǔn)，又要保證汽車柴油機優(yōu)良的動力和燃油經(jīng)濟性，必須采用廢氣渦輪增壓及中冷技術(shù)。對應(yīng)于不同的排放限值階段，除了采用其他先進技術(shù)，諸如高壓噴射、多氣門技術(shù)、泵噴嘴、EGR、預(yù)噴射、電控噴射、De-NOX催化器等技術(shù)外，各階段都對應(yīng)一定的增壓技術(shù)的改進和提高。

　　三、渦輪增壓及中冷技術(shù)對排放的影響

　　柴油機增壓時，空氣被壓縮，溫度與壓力同時提高，如果不采用中冷，進入氣缸的空氣密度

　　為：

　　式中：―壓氣機絕熱效率;

　　―增壓壓比。

　　增壓加中冷時，空氣的密度為：

　　由以上兩式可見，未采用中冷時，進氣密度受壓氣機絕熱效率的限制;當(dāng)柴油機高增壓時，增壓壓比大，應(yīng)同時采用中冷技術(shù)，以提高進氣密度。

　　四、汽車柴油機的排放污染物的限制

　　汽車柴油機的排放污染物主要有CO、HC、NOx和微粒物，此外，由于溫室效應(yīng)引起全球變暖的問題，CO2的排放量也受到限制。

　　1.一氧化碳(CO)。柴油機中CO是燃料不完全燃燒的產(chǎn)物，主要是在局部缺氧或低溫下形成的。由于柴油機在過量空氣系數(shù)α>1下燃燒的特點，汽車柴油機的CO排放較低。采用渦輪增壓后，可供燃燒的空氣增多，并且增壓發(fā)動機大多數(shù)工況負(fù)荷較大，發(fā)動機的缸內(nèi)溫度能保證燃料更充分燃燒，CO排放可進一步降低。

　　2.碳?xì)浠衔?HC)。柴油機排氣中的HC是由原始燃料分子、分解的燃料分子以及再化合的中間化合物所組成;小部分HC是由潤滑油生成的。增壓時，由于進氣密度增加，可以改善油束的形成、提高燃油霧化質(zhì)量，減少沉積于燃燒室壁面上的燃油，HC減少;增壓還使柴油機燃燒整個循環(huán)的平均介質(zhì)溫度升高，氧化反應(yīng)速率大，未燃HC排放降低。

　　3.氮氧化物(NOx)。柴油機中氮氧化物的主要成分NO的生成取決于氧的濃度、溫度及反應(yīng)時間等。廢氣再循環(huán)EGR是降低NOx排放的一種有效措施。引入熱容量較高的廢氣成分與新氣混合，可以降低最高燃燒溫度;同時，廢氣對新鮮混合氣的稀釋作用，減小了氧的濃度，達到降低NOx的目的。增壓柴油機在燃油經(jīng)濟性和動力性能上的改善，可以使汽車柴油機在降低NO2的同時，保持良好的燃油經(jīng)濟性和動力性。

　　采用進氣中冷技術(shù)降低進氣溫度，可降低增壓柴油機NOx排放;特別采用先進的空――空中冷后，可進一步降低進氣充量的溫度。進氣充量溫度降低，燃燒溫度可以得到有效控制，有利于NOx的減少。試驗數(shù)據(jù)表明，增壓中冷柴油機中NOx排放物可以降低60%。

　　4.微粒物(PM)。影響柴油機微粒物生成的原因較復(fù)雜，其主要因素是過量空氣系數(shù)、燃油霧化質(zhì)量、噴油速率、燃燒過程和燃油質(zhì)量等。此外，柴油機機內(nèi)凈化降低NOx的措施通常會帶來PM增加。增壓柴油機，特別是采用高增壓壓比和空――空中冷技術(shù)后，可顯著增大進氣密度，增加缸內(nèi)可用的空氣量。如同時采用高壓燃油噴射、共軌電控噴射、低排放燃燒室和中心噴嘴四氣閥技術(shù)，并提高燃油霧化質(zhì)量，改善燃燒過程，則可有效地控制PM排放。試驗數(shù)據(jù)表明，采用增壓中冷技術(shù)的柴油機可降低PM排放約45%。在大負(fù)荷區(qū)，與微粒物排放密切相關(guān)的可見污染物排放，也隨著柴油機增壓壓力比的增大而顯著下降。

　　5.二氧化碳(CO2)。CO2是導(dǎo)致全球環(huán)境溫度上升的主要溫室效應(yīng)氣體之一，發(fā)達國家已達成共識降低CO2的排放量。歐洲國家在2005年要削減25%的CO2排放量。歐洲把汽車柴油化作為減少CO2排放的重要途徑之一。德國大眾3升路波車100km CO2排放量為81g，低于德國政府規(guī)定的100km CO2排放90g的目標(biāo)值。試驗數(shù)據(jù)表明，采用渦輪增壓和中冷技術(shù)可降低15%~20%的CO2。

　　五、結(jié)語

　　廢氣渦輪增壓中冷技術(shù)的應(yīng)用大大提高了汽車柴油機的動力性、改善了燃油經(jīng)濟性，并且還在降低汽車排放有害物、減少溫室效應(yīng)氣CO�2、保護環(huán)境等方面起到了重要作用。為使汽車柴油機滿足排放標(biāo)準(zhǔn)渦輪增壓中冷技術(shù)是一個很好的技術(shù)方案，為滿足更高的排放法規(guī)歐洲Ⅲ、Ⅳ的要求，則必須采用電控可變噴嘴渦輪增壓器。隨著渦輪增壓器技術(shù)和其他先進發(fā)動機技術(shù)的進一步發(fā)展，柴油機將會成為真正的低能耗、高環(huán)保性的汽車動力。

　　(作者單位：天津交通職業(yè)學(xué)院)

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