汽車柴油機新技術論文

　　汽車柴油機是為汽車提供動力的發動機，是汽車的心臟，影響汽車的動力性、經濟性和環保性。下面是小編為大家精心推薦的汽車柴油機新技術論文，希望能夠對您有所幫助。

　　汽車柴油機新技術論文篇一

　　汽車柴油機渦輪增壓與排放控制

　　【摘要】廢氣渦輪增壓技術在降低柴油機排放方面又發揮了十分重要的作用。渦輪增壓中冷技術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對動力性和經濟性產生的負面影響。廢氣渦輪增壓是汽車柴油機的一項重要技術，它促進了柴油技術的發展，并將為汽車柴油機的發展開拓提供更加廣闊的前景。

　　【關鍵詞】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、減輕單位功率質量、減小外形尺寸、降低燃油消耗和強化現有非增壓柴油機的最有效的措施之一。

　　近二十年來，隨著人們環境保護意識的增強，對汽車尾氣排放的限制越來越嚴。廢氣渦輪增壓技術在降低柴油機排放方面又發揮了十分重要的作用。渦輪增壓中冷技術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對動力性和經濟性產生的負面影響。廢氣渦輪增壓是汽車柴油機的一項重要技術，它促進了柴油技術的發展，并將為汽車柴油機的發展開拓提供更加廣闊的前景。

　　二、渦輪增壓與排放控制技術

　　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。雖然三個排放法規體系采用了各自的測試方法和階段限值，但不斷加嚴的趨勢是一致的。

　　對于各型柴油車，既要穩定達到高于歐洲Ⅰ的排放標準，又要保證汽車柴油機優良的動力和燃油經濟性，必須采用廢氣渦輪增壓及中冷技術。對應于不同的排放限值階段，除了采用其他先進技術，諸如高壓噴射、多氣門技術、泵噴嘴、EGR、預噴射、電控噴射、De-NOX催化器等技術外，各階段都對應一定的增壓技術的改進和提高。

　　三、渦輪增壓及中冷技術對排放的影響

　　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;當柴油機高增壓時，增壓壓比大，應同時采用中冷技術，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，并且增壓發動機大多數工況負荷較大，發動機的缸內溫度能保證燃料更充分燃燒，CO排放可進一步降低。

　　2.碳氫化合物(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的平均介質溫度升高，氧化反應速率大，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、溫度及反應時間等。廢氣再循環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，保持良好的燃油經濟性和動力性。

　　采用進氣中冷技術降低進氣溫度，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。試驗數據表明，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雜，其主要因素是過量空氣系數、燃油霧化質量、噴油速率、燃燒過程和燃油質量等。此外，柴油機機內凈化降低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――空中冷技術后，可顯著增大進氣密度，增加缸內可用的空氣量。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，并提高燃油霧化質量，改善燃燒過程，則可有效地控制PM排放。試驗數據表明，采用增壓中冷技術的柴油機可降低PM排放約45%。在大負荷區，與微粒物排放密切相關的可見污染物排放，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是導致全球環境溫度上升的主要溫室效應氣體之一，發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，低于德國政府規定的100km CO2排放90g的目標值。試驗數據表明，采用渦輪增壓和中冷技術可降低15%~20%的CO2。

　　五、結語

　　廢氣渦輪增壓中冷技術的應用大大提高了汽車柴油機的動力性、改善了燃油經濟性，并且還在降低汽車排放有害物、減少溫室效應氣CO�2、保護環境等方面起到了重要作用。為使汽車柴油機滿足排放標準渦輪增壓中冷技術是一個很好的技術方案，為滿足更高的排放法規歐洲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和其他先進發動機技術的進一步發展，柴油機將會成為真正的低能耗、高環保性的汽車動力。

　　(作者單位：天津交通職業學院)

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