解析柴油机机内净化方法:涡轮增压 EGR(三)
3柴油机掺烧
以上两种方法是通过改变柴油机燃烧室内的燃烧方式达到降低NOx或者微粒的目的。但是,因NOx与微粒的排放规律常常相悖,通常是减少一种而另一种随之增加,因此,可以考虑通过改进燃料的方式来达到既降低NOx又降低微粒。
3.1柴油机掺烧LPG(液化石油气)
实验表明,柴油机掺烧LPG后,由于LPG在进气道与空气混合,较为均匀,燃烧过程中的局部缺氧情况得到改善,微粒的排放得到抑制。NOx、HC、CO会随LPG加入量及工况的变化而变化。NOx排放在中小负荷时随LPG量增大而减小,全负荷工况时,LPG量较少,NOx随LPG量增大而降低。当LPG量继续增大,NOx排放略有升高。HC、CO排放随LPG量增大而升高,可通过减小供油提前角来降低排放。
3.2柴油机掺烧CNG(天然气)
天然气是一种比较常见的燃料,CNG/柴油双燃料发动机已经产品化。例如用少量柴油引燃天然气的发动机,其混合气为预混燃烧,燃烧过程中产生很多着火点,燃烧中局部缺氧状况得到改善,减少了微粒的排放。同时燃烧速度更快,选择适当的天燃气、柴油比例,可以降低NOx的排放量。
3.3柴油机掺烧氢气
氢气是一种热值很高的物质,氢气在燃烧过程中,火焰传播速度很快,不会产生HC、CO和CO2,是一种十分清洁的燃料,而且资源极其丰富。当柴油机掺氢燃烧时,可大大改善燃烧情况。等离子体制氢技术在汽车上有应用前景,可以为发动机提供富氢气体,提高热效率,同时氢气燃烧速度快,可以缩短滞燃期,可以抑制NOx的排放。目前,等离子体制氢技术在汽油机上应用有所进步,在柴油机上也会有不错的效果。
3.4其他代用燃料
随着能源的紧缺,会有更多的新型燃料参与到优化柴油机燃烧的方法中。通过改善燃料的品质和组成,改善缸内燃烧过程,以提高发动机效率和排放性能,一定会有十分广阔的前景。
4结论
(1)使用废气涡轮增压技术,可以提高燃油的经济性,降低HC、CO和微粒的排放,但会恶化NOx的排放。因此需要通过加装后处理设备,才可以全面降低各种排放物。
(2)废气再循环技术主要针对柴油机稀燃产生大量NOx排放,可显著降低NOx的排放量,相比会增加其他排放物的生成量,尤其是微粒的排放随EGR率升高,快速增加,配合微粒捕捉器排放效果会有改善。
(3)通过掺烧其他燃料,如:天然气、液化石油气、氢气等都能一定程度上改善排气中NOx和微粒的数量,需要根据工况调整其比例,需要进一步的研究。
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